universidad de san carlos de guatemala centro ... · balance hÍdrico para el proceso de...
TRANSCRIPT
1
UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA CENTRO UNIVERSITARIO DEL SUROCCIDENTE INGENIERÍA EN GESTIÓN AMBIENTAL LOCAL
TRABAJO DE GRADUACIÓN:
BALANCE HÍDRICO PARA EL PROCESO DE PRODUCCIÓN DE ALCOHOL,
DESTILADORA DE ALCOHOLES Y RONES, S.A. CUYOTENANGO,
SUCHITEPÉQUEZ.
Por:
JESSICA LORENA LOARCA MÉNDEZ Carné: 2006 40886
MAZATENANGO, AGOSTO DE 2015
2
UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA CENTRO UNIVERSITARIO DEL SUROCCIDENTE INGENIERÍA EN GESTIÓN AMBIENTAL LOCAL
TRABAJO DE GRADUACIÓN:
BALANCE HÍDRICO PARA EL PROCESO DE PRODUCCIÓN DE ALCOHOL,
DESTILADORA DE ALCOHOLES Y RONES, S.A. CUYOTENANGO,
SUCHITEPÉQUEZ.
Trabajo presentado a las autoridades del Centro Universitario de Suroccidente
-CUNSUROC- de la Universidad de San Carlos de Guatemala –USAC-
Por:
JESSICA LORENA LOARCA MÉNDEZ Carné: 2006 40886
Previo a conferírsele el título que le acredita como:
Ingeniera en Gestión Ambiental Local En el grado académico de Licenciado
MAZATENANGO, AGOSTO DE 2015
3
UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA
CENTRO UNIVERSITARIO DEL SUROCCIDENTE
AUTORIDADES
Dr. Carlos Guillermo Alvarado Cerezo
Rector
Dr. Carlos Enrique Camey Rodas
Secretario General
MIEMBROS DEL CONSEJO DIRECTIVO CUNSUROC
Dra. Alba Ruth Maldonado de León
Presidenta
REPRESENTANTES DE PROFESORES
MSc. Mirna Nineth Hernández Palma Secretaria
MSc. José Norberto Thomas Villatoro Vocal
REPRESENTANTE GRADUADO DEL CUNSUROC
Lic. Ángel Estuardo López Mejía
Vocal
REPRESENTANTES ESTUDIANTILES
MEPP Elisa Raquel Martínez González
Vocal
Br. Irrael Estuardo Arriaza Jerez Vocal
4
AUTORIDADES DE COORDINACIÓN ACADÉMICA
MSc. Carlos Antonio Barrera Arenales Coordinador Académico
MSc. Bernardino Alfonso Hernández Escobar Coordinador Carrera de Administración de Empresas
Lic. Edin Aníbal Ortíz Lara Coordinador Carrera de Trabajo Social
MSc. Nery Edgar SaquimuxCanastuj Coordinador Carreras de Pedagogía
Dr. Marco Antonio del Cid Flores CoordinadorCarrera Ingeniería en Alimentos
Dr. Reynaldo Humberto Alarcón Noguera Coordinador Carrera de Ingeniería en Agronomía Tropical
Licda. Tania María Cabrera Ovalle Coordinadora Carrera Licenciatura en Ciencias Jurídicas y Sociales, Abogado y Notario
MSc. Celso González Morales CoordinadorCarrera de Ingeniería en Gestión Ambiental Local
CARRERAS PLAN FIN DE SEMANA –CUNSUROC-
Licda. Tania Elvira Marroquín Vásquez Coordinadora de las carreras de Pedagogía
MSc. Paola Marisol Rabanales CoordinadoraCarrera Periodista Profesional y Ciencias de la Comunicación
5
ACTO QUE DEDICO
A DIOS Portodas las bendiciones y las
oportunidades que me ha dado en la vida.
A MIS PADRES José Luis Loarca y Patricia de Loarca, por
su amor, esfuerzo y apoyo incondicional.
A MI HIJA Adriana Patricia por ser motivo de mi
inspiración.
A MIS HERMANOS Jennifer y José Luis Loarca por su cariño
y apoyo.
A MI CUÑADA Vivian Rodríguez por su cariño sincero.
A MYNOR MORALES Por su apoyo y cariño incondicional.
A MI ASESORA MSc. Karen Pérez, por sus consejos y
apoyo incondicional durante la ejecución
del Ejercicio Profesional Supervisado.
A MIS CATEDRÁTICOS Por las enseñanzas brindadas en el
trayecto de mis estudios.
A DESTILADORA DE ALCOHOLES Y
RONES S.A.
Por su colaboración en el desarrollo del
presente trabajo de graduación.
6
i. Índice de contenido
Contenido Página
ABSTRACT ..................................................................................................................... 1
RESUMEN ....................................................................................................................... 2
I. INTRODUCCIÓN .......................................................................................................... 3
II. OBJETIVOS ................................................................................................................ 5
2.1. Objetivo general .................................................................................................... 5
2.2. Objetivos específicos ............................................................................................ 5
III. REVISIÓN DE LITERATURA ..................................................................................... 6
3.1. Marco Referencial ............................................................................................... 6
3.1.1. Destiladora de Alcoholes y Rones S.A. ........................................................... 6
3.1.1.2. Ubicación .................................................................................................. 7
3.1.1.3. Sistema de Gestión Ambiental de DARSA .............................................. 9
3.2. Marco Conceptual ............................................................................................... 10
3.2.1. Disponibilidad y uso del agua ....................................................................... 10
3.2.1.1. Escasez del agua ................................................................................... 10
3.2.1.2. El agua y el desarrollo sostenible .......................................................... 11
3.2.1.3. Objetivo del desarrollo sostenible (ODS) dedicado al agua post-2015 .. 11
3.2.1.4. El recurso agua y la economía verde...................................................... 13
3.2.1.5. Las transiciones de nuestro ambiente hacia una economía verde ......... 14
3.2.1.6. Oportunidades para la industria en la transición hacia una economía
verde .................................................................................................................... 14
3.2.1.7. Producción más limpia (PML) ................................................................. 15
3.2.1.8. Estrategias generales de producción más limpia ................................... 16
3.2.1.9. Estrategias para el ahorro y uso eficiente del agua ................................ 18
3.2.2. Origen de la huella de agua o balance hídrico .............................................. 18
3.2.2.1. Huella de agua o Balance Hídrico ......................................................... 19
i
7
3.2.2.2. Balance hídrico de un proceso y un producto ......................................... 20
3.2.2.3. Importancia y beneficios de realizar un balance hídrico o huella de
agua. .................................................................................................................... 20
3.2.2.4. ¿Por qué calcular el balance Hídrico o huella de agua? ........................ 22
3.2.2.5. Metodología del Centro de Producción más Limpia de Guatemala
para la realización del balance hídrico ............................................................... 22
3.2.3. Medidor utilizado para la realización del balance hídrico en DARSA:
Medidor ultrasónico Portátil Micronics PF 220 ....................................................... 29
3.2.4. Proceso de producción del alcohol a partir de la caña de azúcar. ................ 31
VI. METODOLOGÍA ...................................................................................................... 35
4.1. Recorrido general en las instalaciones de –DARSA- .......................................... 36
4.2. Actualización del croquis de las tuberías de agua en los procesos..................... 36
4.3. Delimitación de las áreas donde se efectuó la medición ..................................... 36
4.4. Ubicación de los puntos para realizar las mediciones del caudal de agua .......... 37
4.5. Prueba del funcionamiento del medidor ............................................................. 37
4.6. Determinación del diámetro, grosor y el tipo de material de la tubería de
cada proceso .............................................................................................................. 38
4.7. Realización de las mediciones de caudal ............................................................ 39
4.7.1. Datos obtenidos a partir del uso del medidor Micronics PF 220 ................... 39
4.7.2. Medición de caudal de tuberías, utilizando el método volumétrico ............... 41
4.8. Análisis de datos ................................................................................................. 42
4.9. Redacción del informe final y presentación de resultados .................................. 44
4.9.1. Elaboración de diagramas de flujo ................................................................ 44
4.9.2. Balance gráfico ............................................................................................. 44
4.9.3. Cuadros de resumen de datos ..................................................................... 45
4.9.4. Indicador de productividad ............................................................................ 45
4.9.5. Indicador de intensidad ................................................................................. 45
ii
8
V. RECURSOS .............................................................................................................. 47
5.1. Recursos Humanos ............................................................................................. 47
5.2. Recursos Físicos ................................................................................................. 47
VI. PRESUPUESTO DEL PROYECTO ......................................................................... 49
VII. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ................................................................................ 50
7.1. Información general del área de estudio. ............................................................ 50
7.1.1. Descripción del funcionamiento de las líneas de consumo de recurso
hídrico de DARSA. ................................................................................................. 52
7.1.1.1. Línea de servicios ................................................................................... 52
7.1.1.2. Línea de procesos .................................................................................. 54
7.1.1.3. Línea de diluciones ................................................................................. 55
7.1.1.4. Tanque de CIP (agua de retorno) ........................................................... 55
7.2. Croquis de las líneas de agua del proceso de DARSA ....................................... 56
7.3. Delimitación de los puntos de medición. ............................................................ 57
7.4. Balance Hídrico del consumo general del recurso hídrico en DARSA ............... 58
7.4.1. Datos obtenidos de las mediciones realizadas en las áreas de entradas
generales al tanque de STI-01 ................................................................................ 58
7.4.2. Diagrama de flujo del consumo general del recurso hídrico de DARSA ...... 60
7.4.3. Gráficas de resultados de balance hidrico del consumo general de
DARSA .................................................................................................................... 61
7.4.4. Cuadros de resumen del consumo promedio de agua en DARSA ............... 62
7.5. Balance hídrico de la línea de servicios ............................................................ 63
7.5.1. Datos obtenidos de las mediciones realizadas en las áreas de la línea
de servicios ............................................................................................................. 63
7.5.2. Diagramas de flujo del balance hídrico de la línea de servicios. ................... 65
7.5.3. Cuadro de resumen del consumo de agua del área de servicios ................. 67
7.6. Balance hídrico de la línea de procesos y diluciones ......................................... 67
iii
9
7.6.1. Datos obtenidos de las mediciones realizadas en las áreas de la línea
de procesos ............................................................................................................ 67
7.6.2. Diagrama de flujo de la distribución de la línea de procesos ........................ 69
7.6.2.1. Gráfica de resultados .............................................................................. 70
7.6.2.2. Cuadro de resumen de resultados .......................................................... 70
7.6.3. Balance hídrico de la línea de diluciones carga continua .............................. 71
7.6.3.1. Diagrama de flujo de la distribución de la línea de diluciones carga
continua ............................................................................................................... 71
7.6.3.2 Gráfica de resultados ............................................................................... 72
7.6.3.3. Cuadro de resumen ................................................................................ 72
7.6.4. Balance hídrico del área de diluciones de ron pesado .................................. 74
7.6.4.1. Diagrama de flujo del área de linea de diluciones de ron pesado ........... 74
7.6.4.2. Gráficas de resultados ............................................................................ 75
7.6.4.3. Cuadros de resumen .............................................................................. 75
7.7. Alimentación del Tanque de CIP (agua de retorno) ............................................ 77
7.7.1. Datos obtenidos de las mediciones realizadas en las áreas de la línea de
entrada al tanque CIP (agua de retorno)................................................................. 77
7.7.2. Diagrama de la alimentación del tanque de CIP (agua de retorno) .............. 78
7.7.3. Gráfica de resultados .................................................................................... 79
7.7.4. Cuadro de resumen ...................................................................................... 79
7.8. Balance hídrico del desfogue general ................................................................. 80
7.8.1. Datos obtenidos de las mediciones realizadas en las purgas que se dirigen
al desfogue general ................................................................................................ 80
7.8.2. Diagrama balance hídrico del desfogue general de purgas .......................... 83
7.8.3. Gráfica de resultados .................................................................................... 84
7.8.4. Cuadro de resumen de resultados ................................................................ 84
7.9. Indicador de productividad .................................................................................. 85
7.10. Indicador de intensidad ..................................................................................... 86
VIII. CONCLUSIONES .................................................................................................. 88
iv
10
IX. RECOMENDACIONES ........................................................................................... 90
X. BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................................ 91
XI. EGRAFÍA ................................................................................................................. 93
XII. ANEXOS ................................................................................................................. 98
v
11
ii. Índice de cuadros
Cuadro Página
1 Datos para prueba de funcionamiento de sensores tipo B…………… 37
2 Ecuación para determinar el caudal de una tubería…………………… 41
3 Entrevista a operadores de planta de agua…………………………….. 43
4 Entrevista a operadores e ingenieros del área de producción……….. 43
5 Entrevista a operadores del área de caldera…………………………… 43
6 Fórmula para el cálculo del indicador de productividad……………….. 45
7 Fórmula para el cálculo del indicador de intensidad…………………... 45
8 Presupuesto del balance hídrico realizado en DARSA……………….. 49
9 Horarios de funcionamiento de los pozos que alimentan el tanque
STI-01………………………………………………………………………..
51
10 Mediciones de la extracción de agua de los distintos pozos de
DARSA en gal/mes………………………………………………………...
51
11 Distribución del agua del tanque STI-01………………………………... 52
12 Puntos de medición de las áreas delimitadas para la realización del
balance hídrico……………………………………………………………..
57
13 Mediciones realizadas para la ejecución del balance hídrico del
consumo general en DARSA…………………………………………….
58
14 Consumo promedio de agua en DARSA……………………………… 62
vi
12
15 Balance hídrico de la entrada de agua de DARSA…………………… 62
16 Mediciones de filtros multimedia………………………………………… 63
17 Balance de consumo de agua de la caldera de DARSA……………… 66
18 Cuadro de resumen del consumo de agua del área de servicio……... 67
19 Resultado de las mediciones realizadas para la ejecución del balance
hídrico de la línea de procesos………….………………………
67
20 Resumen del consumo de agua del área de proceso………….…. 70
21 Resumen del consumo del agua del área de diluciones carga
continua………………………………………………………………………
72
22 Balance hídrico del área de procesos y diluciones de carga continua.. 73
23 Resumen del área de diluciones de ron pesado…….…………………. 75
24 Balance de agua del área de diluciones de ron pesado…………….… 76
25 Mediciones de la entrada de agua al tanque de CIP……………….…. 77
26 Resumen de entrada y salida de agua al tanque CIP…………...…….. 80
27 Mediciones de la purga de caldera………………………………………. 80
28 Mediciones de las purgas del área de destilación……………………… 81
29 Mediciones de las purgas del área de fermentación…………………… 82
30 Mediciones del agua desechada en el lavado de fermentadores…….. 83
31 Mediciones del área del desfogue general de purgas…………………. 83
32 Balance hídrico del desfogue general…………………………………… 84
33 Datos que se ingresan al medidor ultrasónico de agua según las
tuberías de DARSA…………………………………………………………
98
vii
13
34 Conversiones de volumen-tiempo del pozo 1………………….………. 99
35 Conversiones de volumen-tiempo del pozo 2…….……………………. 99
36 Conversiones de volumen-tiempo de la línea de servicios….………... 99
37 Conversiones de volumen-tiempode la línea de servicios……………. 99
38 Conversiones de volumen-tiempo de la línea de servicios y procesos 100
39 Conversiones de volumen-tiempo de la línea de diluciones carga
continua……………………………………………………………………….
100
40 Conversiones de volumen-tiempo de la línea de diluciones de ron
pesado……….………………………………………………………………..
100
41 Conversiones de volumen-tiempo del tanque de CIP I……………..….. 101
42 Conversiones de volumen-tiempo del tanque de CIP II………..………. 101
43 Conversiones de volumen-tiempo del tanque de CIP III…………..…… 101
44 Conversiones de volumen-tiempo del tanque de CIP IV……………….. 101
viii
14
iii. Índice de Figuras
Figura Página
1 Ubicación geográfica de DARSA/ Ingenio Tululá………..…………….. 8
2 Localización geográfica del municipio de Cuyotenango……………….. 9
3 Resultados del desarrollo sostenible vinculadas al agua 12
4 Estrategia general de PML 16
5 Estrategias específicas de PML………………………………………….. 17
6 Porqué y quienes aplican producción más limpia……………………… 17
7 Ventajas y beneficios de producción más limpia……………………….. 18
8 Método de vertedero………………………………………………………. 26
9 Metodología utilizada para la realización del balance hídrico………… 35
10 Croquis de las líneas de agua del proceso de DARSA………………... 56
11 Diagrama del consumo general del recurso hídrico de DARSA……… 60
12 Gráfica del balance hídrico de entrada de agua de DARSA……….…. 61
13 Diagrama de distribución de agua del tanque STI-01 en DARSA 61
14 Diagrama de distribución y consumo de agua de la línea de
servicios…………………………………………………………………….
65
15 Diagrama de distribución y del consumo de agua de la línea de
procesos……………………………………………………………………..
69
ix
15
16 Gráfica balance de agua de la línea de procesos…………………….. 70
17 Diagrama de la distribución del consumo de agua de la línea de
diluciones…………………………………………………………………….
71
18 Línea de diluciones carga continua………………………………………. 72
19 Diagrama de flujo del área de la línea de diluciones de ron pesado…. 74
20 Área de diluciones de ron pesado………………………………………... 75
21 Diagrama de distribución del tanque CIP……………………………….. 78
22 Cantidades de agua que ingresa al tanque de CIP…………………….. 79
23 Diagrama del desfogue general de purgas……………………………… 83
24 Gráficadel resultado de purgas del desfogue general……..…………. 84
25 Huella hídrica de la producción de alcohol de la empresa……………. 86
26 Medidor Ultrasónico Micronics PF 220…………………………………... 102
27 Monitor del Medidor Ultrasónico Micronics PF 220…………………….. 102
28 Certificado de calibración del medidor ultrasónico Portátil Micronics
PF220………………………………………………………………………..
103
29 Entrada al área de ósmosis……………………………………………….. 104
30 Mediciones en el área de Tanque de CIP (Agua de retorno)…………. 104
31 Línea de condensados del área de destilación hacia el tanque de
agua permeada……………………………………………………………..
105
32 Entrada al domo de la caldera……………………………………………. 105
x
16
33 Señalización de los puntos de medición………………………………… 106
34 Señalización de los puntos de medición………………………………… 106
35 Señalización de los puntos de medición………………………………… 106
36 Medición de la purga del área de caldera……………………………….. 107
37 Fuga de agua en el área de servicios……………………………………. 107
38 Purga de vapor no controlada en caldera……………………………….. 107
39 Pantalla del medidor ultrasónico en funcionamiento………………….. 108
40 Purga en el área de destilación…………………………………………... 108
41 Purga en área de destilación……………………………………………… 109
42 Esquema del proceso de producción de alcohol a partir de la caña de azúcar………………………………………………………………………...
109
xi
1
ABSTRACT
WATER BALANCE IN THE FACILITIES OF ALCOHOL AND RUM DISTILLERY -
DARSA-
The main purpose in this investigation is to quantify the total amount of water consumed
during the different processes for the production of alcohol, conducted by the Alcohol
and Rum Distillery SA (DARSA); such quantification must support the planning,
development and management of water resources, in compliance with the
environmental policy of DARSA, and must increase the efficiency in water use.
To implement the water balance, a general methodology was used, which is promoted
and implemented by the Guatemalan Cleaner Production Center. This method performs
the following process: a physical recognition, identifying the inputs and outputs of the
resource, execution of measurements for obtaining data, flow diagrams for each
identified process, graphs of results, summary tables, and data collection from the
intensity and productivity indicator, to determine the efficiency of the method of
production that is currently used.
As a result, it was found that the total consumption of water for the industrial processes
of DARSA is 39,162,655 gal/month,(148,246.31 m3/month) (2,470.77 canon/month) that
is equivalent to the coverage of the water resources of 2.470 houses monthly, on the
basis that there is a need of canon 1 water per month to protect a home of room;which
are extracted from wells that are in operation.
The investigation concluded that the production method used by DARSA is efficient; the
water used is discarded through the system of general dump in the parking area, and is
used in the system of fertigation in TULULA´S fields of sugar cane allowing water reuse
in other processes.
2
RESUMEN
BALANCE HÍDRICO EN LAS INSTALACIONES DE DESTILADORA DE ALCOHOLES
Y RONES S.A. –DARSA-
La presente investigación, se realizó para ponderar la cantidad total de agua que se
consume durante los diferentes procesos para la elaboración de alcoholes, realizados
por la Destiladora de Alcoholes y Rones S.A. (DARSA); cuantificación que debe de
apoyar la planificación, desarrollo y gestión de recursos hídricos, dando cumplimiento a
la política medioambiental dela empresa, e incrementando la eficiencia en el uso del
recurso hídrico.
Para la ejecución del balance hídrico, se utilizó la metodología general, que promueve
e implementa en el país, el Centro Guatemalteco de Producción más Limpia. Ésta
metodología realiza el siguiente proceso: un recorrido físico, identificando las entradas y
salidas del recurso, realización de mediciones para la obtención de datos, elaboración
de diagramas de flujo de cada proceso identificado, presentación de gráficas de los
resultados obtenidos, cuadros de resumen de datos y la obtención de los datos del
indicador de intensidad y de productividad, para determinar la eficiencia del método de
producción que la empresa aplica.
Como resultado se determinó el consumo total de agua para los procesos industriales
de DARSA siendo39, 162,655gal/mes (148,246.31 m3/mes) (2,470.77 canon/mes) que
equivale a la cobertura del recurso hídrico de 2,470 casas mensuales, partiendo que se
necesita un canon de agua al mes para abastecer una casa de habitación.
La investigación permitió, concluir que el método de producción utilizado por DARSA
es eficiente, el agua utilizada es desechada a través del sistema de desfogue general
en el área del parqueo, y es aprovechada en el sistema de ferti-riego en los campos de
cultivos de caña de azúcar del ingenio Tululá, lo que permite la reutilización del agua en
otros procesos.
3
I. INTRODUCCIÓN
La Destiladora de Alcoholes y Rones de Guatemala S.A. (DARSA), se encuentra
ubicada en el kilómetro 4.5 carretera que conduce al municipio de San José La
Máquina, Suchitepéquez. DARSA pertenece a la corporación de Industrias
Licoreras de Guatemala siendo su principal actividad la producción y distribución de
alcohol etílico, alcohol industrial, aguardientes naturales y añejos.
Dentro de los objetivos internos de la empresa, se encuentra el contribuir al medio
ambiente a través de un sistema de gestión ambiental siendo éste uno de los ejes
principales dentro de su proceso de producción.
El agua, siendo un activo fundamental tanto en la producción como en el balance
ambiental, cobra importancia trascendental al hablar de un sistema de gestión
ambiental. La empresa anteriormente carecía de una metodología que permitiera
contabilizar el consumo en el proceso, desconociéndose puntos y volumen de fugas,
derrames y la eficiencia del uso de este recurso. Cabe mencionar que es imposible
establecer medidas de mitigación de pérdidas y consumo eficiente desconociendo
esta información básica.
Debido a lo anterior y como parte del Ejercicio Profesional Supervisado se realizó un
estudio de Balance Hídrico del proceso de producción, el cual a través de
observación, identificación y cuantificación de consumo, pérdidas y fugas permitió
establecer la situación actual en cuanto a la utilización del agua. La importancia de
este estudio radica en ser el punto de partida para establecer procesos de
producción más eficientes en cuanto a uso de recurso y el establecimiento de
medidas que prevengan o corrijan puntos rojos de pérdidas y fugas en el proceso.
Como resultado del balance de agua se obtuvo la huella hídrica de DARSA, siendo
24 galones de agua por galón de alcohol producido y teniendo una utilización de
aproximadamente 39,000,000 galones/mes (148,246.31 m3/mes) en sus procesos
industriales.
4
Partiendo de lo anterior, se recomienda, la colocación del tanque de captación para
el agua que se recircula en el tanque CIP de los distintos procesos de producción, y
el control eficaz del uso de los hidrantes instalados en los diferentes puntos de la
empresa en conjunto con una evaluación semestral de los consumos del recurso
que realizan, para poder disminuir el consumo hídrico y por consiguiente la huella.
5
II. OBJETIVOS
2.1. Objetivo general
Realizar un balance hídrico del proceso de producción de alcohol en la empresa
Destiladora de Alcoholes y Rones S.A., Cuyotenango, Suchitepéquez.
2.2. Objetivos específicos
Identificar las entradas y salidas de agua en base al consumo inicial.
Determinar la existencia de purgas fugitivas en el sistema.
Cuantificar el consumo total de agua utilizada en los procesos industriales de
DARSA.
Efectuar el cálculo de los índices de productividad e intensidad.
6
III. REVISIÓN DE LITERATURA
3.1. Marco Referencial(este apartado esta transcrito textualmente de Geopetrol 2006debido a
que es la única fuente de consulta autorizada por la empresa).
3.1.1. Destiladora de Alcoholes y Rones S.A.
La Destiladora de Alcoholes y Rones S.A. denominada DARSA, es una empresa de la
Corporación de Industrias Licoreras de Guatemala, su planta de producción y las
bodegas de añejamiento se encuentran en el Sur de Guatemala,las bodegas de
almacenamiento y despacho de producto están localizadas, en el municipio de San
Andrés Villaseca en el departamento de Retalhuleu (Geopetrol 2006).
DARSA surge de la necesidad, de los productores de licores de la Corporación de
Industrias Licoreras de Guatemala, de centralizar en una sola región del país la
producción de alcohol, preparar aguardientes y añejarlos. Para centralizar el proceso
de añejamiento, surge la Central Añejadora Guatemalteca S.A. (CAGSA), ubicada en el
municipio Santa Lucía Cotzumalguapa, del departamento de Escuintla. (Geopetrol
2006).
Posteriormente los productores miembros de la Corporación, al notar el costo que
representaba movilizar desde las destiladoras en distintos puntos del país, hasta
CAGSA, todo su alcohol, tomaron la decisión de fundar la empresa DARSA, para
ejecutar dichas actividades, absorbiendo las funciones anteriores de CAGSA y
realizando las nuevas de producción de alcohol para preparar los
aguardientes(Geopetrol 2006).
En su origen la fábrica contó con un equipo de destilación, el cual tenía una capacidad
de producción para 5,000 litros de alcohol por día (LPD), utilizando como materia prima
miel virgen obtenida de la caña de azúcar, con el tiempo DARSA adquirió un nuevo
equipo con una capacidad de 15,000 LPD, elevando la capacidad de
producción.(Geopetrol 2006).
7
Así funcionó hasta que en 1978, se realizó la primera ampliación, modificando
totalmente la fábrica, desde el desarrollo de la levadura y los fermentadores, hasta la
adquisición de un equipo de destilación francés, con una capacidad de 40,000 a 60,000
LPD, este permitió obtener una mejor calidad de alcohol, denominado superfino, por
sus concentraciones muy bajas de congenéricos (Geopetrol 2006).
En los siguientes años se consiguió la cogeneración eléctrica, adquiriendo un
turbogenerador, de 350 kilowatt cuya generación eléctrica se usaba exclusivamente
para la fábrica. La materia prima cambio de ser miel virgen a melaza(Geopetrol 2006).
En 1985, como parte de las acciones ambientales se inicia el aprovechamiento de gas
carbónico generado durante la fermentación, mismo que es enviado a la Planta de
Purificación de Gas Carbónico, llamado CARBOX, la cual es una empresa más de la
Corporación de Industrias Licoreras de Guatemala. (Geopetrol 2006).
En 1993 se inició la construcción de la primera planta de tratamiento de desechos
industriales y generación de biogás, dicha planta disminuye el uso de los recursos
naturales no renovables, como lo es el bunker, y así mismo representa un ahorro
económico para la empresa. Este biogás se recupera y se quema en las calderas
(Geopetrol 2006).
3.1.1.2. Ubicación
DARSA está ubicada en el km 4.5 carretera al parcelamiento la Máquina, San Andrés
Villaseca, Retalhuleu; el ingreso más frecuente a DARSA de Cuyotenango, lugar donde
se toma desvío por la ruta departamental que conduce a Tulate. (Geopetrol 2006).
De Cuyotenango, se recorren aproximadamente, 45 kilómetros, pasando por la aldea
Chacatlé Sis, hasta el acceso al Ingenio Tululá, frente a la Aldea Chacalté Aparicio.
(Geopetrol 2006).
8
El área de estudio se encuentra ubicado, dentro del complejo del Ingenio Tululá, con
una latitud de14” 30” 10” 14” N, con una elevación de 253 msnm.(Geopetrol 2006).
Figura No.1 Ubicación geográfica de DARSA/ Ingenio Tululá
Fuente: autor del documento
9
Figura No. 2 Localización geográfica del municipio de Cuyotenango
Fuente: Mapas del mundo. Mapa del departamento de Suchitepéquez (en línea)
3.1.1.3. Sistema de Gestión Ambiental de DARSA
Copiando literalmente un extracto de la política de gestión de DARSA:
“Está comprometida a producir alcoholes de manera sustentables para satisfacer a los
productores, previendo la salud y seguridad del personal y la inocuidad del productos,
efectuando ensayos precisos y confiables, mejorando los procesos a través de la
participación del personal en un sistema de Gestión que cumple con los requisitos de
distintas normas” (Industrias Licoreras de Guatemala, 2014).
10
3.2. Marco Conceptual
3.2.1. Disponibilidad y uso del agua
Según el artículo Selles, J.(2014)la disponibilidad de agua en la tierra depende en su
mayoría del agua salada (97%) que evidentemente establece la reserva más importante
para los usos corrientes del futuro que son agua potable, riego y uso industrial.
Desafortunadamente la desalación de agua del mar es elevada, por lo que existen
pocas plantas de tratamiento en el mundo.
La mayor concentración de agua dulce (5%) en el mundo se ubica en las zonas polares
del mundo en forma de glaciares, lejos de los ámbitos poblanos. De las aguas
continentales, el volumen almacenado hasta unos 1.000 metros de profundidad (0.5%)
que supera con gran magnitud al que instantáneamente puede contener los lagos y los
ríos del mundo (0.02%) según Selles, J. (2014)
Según el artículo “Agua Fuente de Vida” de las Naciones Unidas (2005-2015) agua
superficial es la más expuesta a contaminación y generalmente más cara, por el
tratamiento que necesita para su potabilización que el agua subterránea. Por esa razón
la mayoría de países desarrollados que se caracterizan por optimizar el usos de los
recursos naturales.
3.2.1.1. Escasez del agua
Según la Unesco (s.f.) la escasez del agua es un fenómeno tanto natural como inducido
por la intervención humana, a pesar de que hay suficiente agua en la reserva de agua
dulce para satisfacer las necesidades de los humanos su distribución no es de forma
equitativa y en la mayoría de los casos desperdiciada, contaminada o gestionada
inapropiadamente.
Cerca de una quinta parte de la población mundial (1.200 millones) habitan áreas con
escasez de agua y otra cuarta parte de la población mundial (1.600 millones) presenta
disminuciones en el suministro de agua por insuficiencia de la infraestructura para el
abastecimiento de agua de los ríos y acuífero (Naciones Unidas 2005).
11
La escasez de agua empeora por el cambio climático y fenómenos como la rápida
urbanización, aumento de las actividades agrícolas e industriales, afectando la
disponibilidad de los recursos de agua dulce. El quebranto de la calidad del agua la
vuelve no idónea para el humano disminuyendo su abundancia y provocando efectos
dañinos en la salud de la población. (Unesco s.f.)
3.2.1.2. El agua y el desarrollo sostenible
Según el artículo “Agua Fuente de Vida” (2005-2015) el agua es primordial en el
desarrollo sostenible e indispensable para el desarrollo socio-económico, los
ecosistemas saludables y la supervivencia humana. El agua es vital para mejorar la
salud, y la productividad de las poblaciones, para las actividades que conllevan la
producción y servicios de las que gozan los humanos.
El agua es un recurso limitado y únicamente podemos decir que es renovable si es
gestionado sustentablemente; hoy en día puede presentarse como un tema de desafío
para el desarrollo sostenible por su uso inadecuado, pero la situación tiene tendencia a
un cambio si es gestionado de manera eficiente y equitativa según el artículo “Agua
Fuente de Vida” (2005-2015)
Según el artículo “Agua Fuente de Vida” (2005-2015) el desarrollo sostenible es un
tema de mucho enlace con relación al uso racional de agua, ya que al hablar de
sostenibilidad se está hablando de no solo satisfacer las necesidades de la población
presente sino pensar siempre en la preservación para las generaciones futuras no
limitando el uso del mismo.
3.2.1.3. Objetivo del desarrollo sostenible (ODS) dedicado al agua post-2015
Según Naciones Unidas en Bolivia (2008) uno de los principales resultados de la
conferencia de Río +20 fue el acuerdo de los estados miembros para poner en marcha
el proceso de desarrollar un conjunto de objetivos de desarrollo sostenible (ODS) que
se basaran en los objetivos del milenio con la agenda de desarrollo post 2015.
12
Según Naciones Unidas en Bolivia (2008) entre los objetivos mencionan al No. 6 que
resalta la garantía de disponer del recurso el cual según los ODS dedicado al agua
post-2015indica que es el objetivo y las metas propuestas que han reconocido los
objetivos de desarrollo de las sociedades, asegurando que los logros sean sostenibles;
el cual promueven los resultados de la figura uno:
Figura No.3. Resultados del desarrollo sostenible vinculadas al agua
Fuente:
http://www.un.org/spanish/waterforlifedecade/water_and_sustainable_developme
nt.shtml#
La necesidad de crear un ODS dedicado al agua, es llegar a una meta de mejorar un
porcentaje “x”; el uso y el desarrollo sostenible del agua, en la cual se promoverán
decisiones y acciones para tomar en consideración los requerimientos del ser humano y
los ambientales, así como aumentar la viabilidad a largo plazo de los suministros
naturales.
(http://www.un.org/spanish/waterforlifedecade/pdf/findings_and_recommendations_post
2015_goal_water_spa.pdf P-19)
Según Naciones Unidas (2008) la meta de desarrollo sustentable y uso del agua
necesita de acciones que abarquen los siguientes elementos:
- Control de la extracción de agua dulce en función de los recursos hídricos que
sean disponibles de una forma sostenible; la restauración de los ecosistemas
13
naturales para poder proporcionar servicios que tengan relación con el agua ; el
aumento de la productividad de agua para los usos necesarios
Según el Programa de Naciones Unidas para el Medio Ambiente (2008), las
extracciones de agua a nivel mundial aumentan un 10% cada 10 años; para el cual es
necesario equilibrar las demandas de extracción de los diferentes usuarios.
La evaluación de los ecosistemas del milenio, destacó que la capacidad de los
ecosistemas de agua dulce se está deteriorando cada día más, en un proceso
acelerado en la mayor parte del mundo. Para lo cual, es de necesidad extrema la
restauración y recuperación de los ecosistemas acuáticos de los cuales dependemos
(http://www.maweb.org/en/index.aspx).
Según el World Bank (s.f.) el agua, que es extraída anualmente a nivel mundial están
divididos en un 70% en el uso agrícola, un 10% en doméstico y un 20% en nivel
industrial, aunque es sabido que el uso del agua es limitado, el recurso que es extraída
muy frecuentemente es desperdiciado, por malas prácticas agrícolas como industriales
y domésticos de forma ineficiente.
3.2.1.4. El recurso agua y la economía verde
“La declaración de Estocolmo (2011) describió al agua como “el torrente sanguíneo de
la economía verde”. Pero en muchas partes del mundo los recursos hídricos son
limitados y la presión aumenta a medida que crece la demanda de agua para uso
humano, producción de alimentos, industria y medioambiente.
(http://www.gwp.org/Global/GWP-SAm_Files/Publicaciones/Del-TEC/Agua-en-la-
Economia-Verde.pdf P-3).
Según Global Water Partnership (2013) la seguridad hídrica y el crecimiento verde
están vinculados; como primer punto el agua es un recurso natural que toca todos y
cada uno de los de los aspectos de la sociedad, ambiente y es una parte esencial para
nuestro bienestar, ya que todos dependen de él.
14
En segundo, la buena gestión del agua depende de que se adopte un enfoque
integrado.
En los objetivos del milenio define que la economía verde no solo busca el bienestar
tanto económico-social de la población sino que ayuda a reducir los riesgos
medioambientales y las escaseces ecológicas.
(http://www.un.org/spanish/waterforlifedecade/green_economy.shtml)
3.2.1.5. Las transiciones de nuestro ambiente hacia una economía verde
Según el Decenio Internacional para la Acción, “El agua fuente de vida” 2005-2015,
realizar un cambio en las actividades cotidianas hacia una economía verde requiere que
todos los sectores económicos trabajen hacia tres objetivos fundamentales los cuales
son:
- Acelerar el crecimiento económico
- Reducir la pobreza /las desigualdades y
- Mejoras ambientales
Con respecto al agua se necesitan esfuerzos sostenidos para hacer frente a retos y
oportunidades en la agricultura, industria y cuencas un gran desafío es abordar con
eficacia la insostenible explotación y contaminación del agua, con una estrategia
coordinada para aumentar las eficiencias en el uso del recurso; según el Decenio
Internacional para la Acción, “El agua fuente de vida” 2005-2015”
3.2.1.6. Oportunidades para la industria en la transición hacia una economía verde
Según la Oficina de Naciones Unidas de Apoyo a la Década del Agua: Agua para la
Vida 2005-2015 (s.f.) la industria utiliza menos agua que la agricultura pero genera una
cantidad excesiva de residuos tóxicos que dañan la salud y deterioran los ecosistemas;;
15
aproximadamente un 20% de agua dulce es utilizada por la industria para la fabricación
de bienes.
La cantidad de agua utilizada en el sector industrial va en aumento, lo cual logrará
competir con la agricultura y las ciudades por el recurso hídricos limitados, de no
producir un cambio en los procesos industriales según la Oficina de Naciones Unidas
de Apoyo a la Década del Agua: Agua para la Vida 2005-2015 (s.f.)
Según la Oficina de Naciones Unidas de Apoyo a la Década del Agua: Agua para la
Vida 2005-2015 (s.f.)el reto del desarrollo industrial se acompaña de una gestión
sostenible del agua, ya que es importante para las economías en transición, donde la
industria es más dinámica, que en las economías avanzadas donde el motor del
crecimiento es el servicio.
El desarrollo trae en conjunto la degradación ambiental y el agotamiento de los recursos
amenazando el crecimiento de una economía sostenible. Sin embargo la humanidad
dispone de tecnología y conocimientos, para que estas fases no sean necesariamente
dañinas para el ambiente y para que los menos favorecidos no sufran consecuencias
de la escasez y de la contaminación industrial.(Global Water Partnership. 2011.)
Según la Oficina Internacional de Trabajo (s.f.) la legislación y las normativas
ambientales han llevado a la industria una nueva situación de sostenibilidad, lo que ha
incrementado la demanda de competencias laborales para los empleos verdes.
3.2.1.7. Producción más limpia (PML)
Según la Guía de ahorro y el uso eficiente del agua (2002), el concepto de producción
más limpia fue introducido por la Oficina de la Industria y Medio Ambiente del Programa
de Naciones Unidas para el Ambiente (UNEP).
El termino anterior el cual fue definida según Rojas, J. (2011) como la aplicación
continua de las estrategias ambientales preventiva e integral aplicada en los distintos
16
procesos de productos y servicios para la mejorar la eco-eficiencia y reducir los riesgos
para el ser humano y el ambiente.
3.2.1.8. Estrategias generales de producción más limpia
Las figuras que a continuación se presentan, describen cuales son las estrategias
generales y específicas de cómo y porque implementar de manera continua la
producción más limpia en los distintos procesos de productos y actividades
antropogénicas.
Figura No.4 Estrategia general de PML
Fuente: Guía de ahorro y uso eficiente del agua. Estrategias Generales de
producción más limpia. P.6
Estrategia General Conservación: -
recursos
naturales
Reducción: -
materias primas,
contaminantes y desechos
Eliminación: -
materias
primas,
contaminantes
y desechos
COMO
Actitud de
cambio, manejo
responsable
Políticas y
compromisos,
capacitaciones,
participación e
incentivos
17
Figura No.5Estrategias específicas de PML
Fuente: Guía del ahorro y uso eficiente del agua. Estrategias generales de
producción más limpia. P.7
Figura No.6Porqué y quienes aplican la producción más limpia
Fuente: Guía del ahorro y uso eficiente del agua. Estrategias generales de
producción más limpiaP.8
Estrategia específica
Conservación: - uso
eficiente, control de
fugas, optimización de
procesos
Eliminación reducción:
modificación de productos
y procesos
Conservar el medio
ambiente
Trabajar eficientemente
y bajar costos
¿Quiénes?
Todos los involucrados del proceso
¿Por qué?
18
Figura No.7 Ventajas y beneficios de producción más limpia
Fuente: Guía del ahorro y uso eficiente del agua. Estrategias generales de
producción más limpia P.8
3.2.1.9. Estrategias para el ahorro y uso eficiente del agua
Una de las estrategias de PML para el uso eficiente de agua, es la cuantificación del
recurso dentro de los procesos que generan bienes y servicios para satisfacer las
necesidades del humano, que consiste en realizar el cálculo de un balance; para ser
más eficaces en su forma de producción. (Guía de ahorro y uso eficiente del agua. (En
línea)).
3.2.2. Origen de la huella de agua o balance hídrico
El origen de la huella agua o del balance hídrico se centra a partir de un documento
generado por “Product Environmental FootPrint (PEF) Guide” que define una serie de
huellas medioambientales; se utiliza el término de huella para informar sobre el uso,
impacto y consumo, de un elemento físico como el agua por parte de un producto, bien
o servicio.
Reducción de los riesgos ambientales
Ahorro materiales, agua y energía
Aumento de la productividad y la calidad de los
productos
Mejora en la tecnología
Ahorros en la gestión y tratamiento de los residuos y
emisiones
Mejora de la imagen de la empresa
Satisfacción de los crecientes requerimientos
ambientales
19
Otra definición sobre el origen de la huella de agua , según la Asociación Española de
la Calidad (s.f.) es que nació, como un indicador del uso del agua por el profesor Arjen
Hoekstra de la UNESCO, en el año 2002;fue evolucionando y las distintas metodologías
se fueron ampliando en varias publicaciones elaboradas por los colaboradores de la
UNESCO.
3.2.2.1. Huella de agua o Balance Hídrico
Según el programa de Naciones Unidas se puede describir como un balance hídrico, el
equilibrio entre todos los recursos hídricos que entran a un sistema y salen del mismo,
con un intervalo de tiempo determinado, el balance hídrico en palabras más simples, es
la cuantificación de las entradas y salidas de agua en cualquier tipo de procesos o área.
El balance hídrico, se puede definir según Conservación & Carbono (sf) como: un
indicador de uso de agua que agrega el consumo directo e indirecto, que utiliza un
productor o un consumidor y se describe como la cantidad total del volumen de agua
que se utiliza parar generar un bien o un servicio.
El balance hídrico, mide el consumo de agua tanto a nivel directo como indirecto que
realizan los consumidores y productores en distintos procesos, con el fin de aprovechar
al máximo el recurso hídrico.
La importancia del balance no es el valor del anterior mencionado, sino determinar los
impactos y las medidas a tomar, debido a la escasez de agua en estos tiempos, con la
cual se ha estado tratando de implementar lo que es la reducción, mitigación y
compensación de los mismos. (http://www.guioteca.com)
Para el cálculo del balance hídrico según la Asociación Española para la Calidad (s.f),
se clasifican las fuentes de agua de la siguiente manera:
1. Agua azul: es el volumen de agua dulce consumida de las aguas superficiales y
subterráneas
20
2. Agua verde: es el volumen de agua evaporada por los recursos hídricos
3. Agua gris: es el volumen de agua contaminada que está relacionado con la
producción de bienes y servicios, el cual suele estimarse como la cantidad de agua que
es necesaria para diluir los contaminantes de forma que se mantengan los niveles de
calidad del agua, de acuerdo a los requisitos legales vigentes de cada lugar.
3.2.2.2. Balance hídrico de un proceso y un producto
El cálculo del balance hídrico de un proceso (Hoekstra 2009), incluye los balances
hídrico azul, verde y gris. En el caso de la producción industrial el contenido de agua
azul en un producto o servicio, es igual a la fracción de agua tomada de aguas
superficiales que se evapora por lo tanto no regresa al sistema del cual proviene.
Según huella hídrica, desarrollo y sostenibilidad en España (2011), el balance hídrico
de un producto es el volumen total que se utiliza directa o indirectamente para producir
un producto.
Según huella hídrica, desarrollo y sostenibilidad en España (2011), en la realización del
proceso se toma en cuenta el consumo de agua y su contaminación en las etapas de su
producción; no tomando en cuenta el agua que es consumida cuando se utiliza un
producto o aquella que es reutilizada.
3.2.2.3. Importancia y beneficios de realizar un balance hídrico o huella de agua.
Según Conservación & Carbono (s.f), los beneficios que se obtienen de realizar un
balance hídrico o una huella de agua son:
- Eco-etiquetado en los productos y servicios
- Análisis de la sostenibilidad del consumo del recurso agua
21
- Se mejora la competitividad de sus productos y servicios
- Se mejora la imagen institucional al transmitir de manera clara el compromiso
con el medio ambiente
- Se detectan costos evitables relacionados con el consumo de agua
- Se abre la posibilidad de mejorar los procesos
Según Cegesti (2005), los beneficios que pueden tener las empresas, al realizar un
balance hídrico se enmarcan en tres puntos importantes siendo:
- Beneficios ambientales, siendo más eficiente en el uso de sus recursos.
- Beneficios para la empresa, reducción de costos al disminuir cantidades de
agua o bien reutilizando el agua que purgan en sus procesos el disminuirá el
consumo inicial de del recurso.
- Beneficios económicos, disminución de presupuesto al contabilizar y poder ser
eficiente en el uso de reutilización del recurso hídrico.
Entre los beneficios ambientales se determinan según el artículo de Florcert (S.f.):
- Le da una mejor comprensión de los procesos de su cadena de suministro y las
fuentes de consumo de agua y contaminación, así como los objetivos inmediatos
y mejoras que se pueden hacer.
- Ayuda a desarrollar estrategias efectivas para reducir el impacto ambiental
mediante la gestión de recursos escasos como el agua de manera más eficiente
y muestra los costos y los beneficios de hacerlo
- Disminución de la contaminación ambiental con la mejora de la realización de
sus procesos
Beneficios para la empresa según Cegesti (2005):
- Reducción de los incumplimientos legales, disminución de demandas
ambientales o no cumplimiento de leyes nacionales
22
- Condiciones de trabajos más seguros
- Reducción de futuras responsabilidades
Beneficios económicos Cegesti (2005)::
- Aumento a la productividad mediante a la eficiencia
- Mejor aprovechamiento de la materia prima en los procesos de producción.
3.2.2.4. ¿Por qué calcular el balance Hídrico o huella de agua?
Según el Centro del agua para América Latina y del Caribe (s.f.) como principal factor
de calcular el balance hídrico, es permitir mejorar los procesos y abordar con mayor
entendimiento lo que es la gestión del recurso hídrico y a su vez las problemáticas de la
escasez y la contaminación de las fuentes.
Según la Red Peruana Ciclo Vida (2010)para el estudio de la huella de agua es
importante incorporar toda la cadena de producción y distribución del bien o servicio, se
deberá de generar un diagrama de todo el proceso e identificar con precisión las
entradas y salidas de los consumos de agua de ese proceso.
3.2.2.5. Metodología del Centro de Producción más Limpia de Guatemala para la
realización del balance hídrico (este apartado esta transcrito textualmente del Centro
Guatemalteco de Producción más Limpia debido a que es la única fuente de consulta autorizada por la
empresa).
El Centro Guatemalteco de Producción más Limpia es una empresa, que su principal
objetivo es promover temas de producción más limpia, que consiste en la eficiencia
energética, consumo y producción sostenible, optimización sobre el consumo de agua,
gestión de los desechos sólidos, en el sector público y privado que espera mejorar la
23
competitividad y el desempeño ambiental de Guatemala.
(http://www.cgpl.org.gt/node/49#)
Uno de los servicios que ofrece el Centro Guatemalteco de Producción más Limpia, es
la optimización del consumo de agua, llamado balance hídrico, auditoria o huella hídrica
para el cual utilizan la siguiente metodología:
a) Recorrido Físico
En el recorrido físico es de trascendental importancia la ubicación de los módulos en los
que se determinará si el equipo de medición que la empresa posee se adecua a las
instalaciones en las que se realizará el estudio, los equipos de consumo de agua, las
conexiones entre cada uno de ellos, tipos de procesos y los parámetros de operación.
Durante la realización del recorrido físico dentro de la unidad, donde se efectuará el
estudio es necesario identificar todas las entradas y salidas de agua, establecer los
elementos de la distribución del sistema y cada proceso que se encuentre.
Al finalizar los recorridos físicos es necesario realizar un diagrama de flujo en el cual se
debe mostrar los principales elementos de la distribución de agua incluyendo la fuente
de suministro del sistema.
b) Revisión de información
En la revisión de información se verifica los datos de los equipos los cuales consisten
en: parámetros de operación, horarios de uso, rangos de mediciones, plan de
mantenimiento y el historial de los reemplazos de los equipos.
Es importante revisar los planos de las tuberías de la empresa, el historial sobre el
consumo de agua, los indicadores de desempeño y los registros de los medidores de
caudal existentes.
Se solicitará información sobre los parámetros de la calidad del agua, tomando en
cuenta las entradas y las salidas de la misma y el descarte de las aguas residuales.
24
c) Balance hídrico
a) Identificación de entradas y salidas: En base a los recorridos físicos y
ubicación del mapa de las instalaciones se identificaran cuáles son las entradas
de agua de cada uno de los procesos y las salidas de los mismos, para poder
llevar a cabo la cuantificación total del recurso hídrico y así realizar el balance.
b) Identificación de purgas: Las purgas de agua es la cantidad total del recurso
que es desechado en cada uno de los procesos de producción
Las pérdidas de agua como las fugas son consideradas como parte del
balance hídrico, pero la mayoría de tuberías de los procesos suelen ser
visibles.
Las pérdidas de agua deberían ser notables y ser reparadas de inmediato si
es que cuentan con un buen departamento de mantenimiento, mas no es así
cuando existen tuberías que son enterradas y son difícil de
ubicar.(http://www.crc.gov.co/files/GestionAmbiental/RHidrico/Guia_MAVDT.p
df P-17)
c) Cuantificación del consumo de agua total
a. La cuantificación total, se realizará al tener los consumos totales por área,
incluyendo así la cantidad que se deseche por medio de purgas o fugas.
d) Cálculo del índice de productividad e intensidad: Los desempeños
ambientales son indicadores de desempeño que ayudan a medir objetivamente
el rendimiento de un recurso o el desempeño del proceso.
Indicadores de productividad: el indicador de productividad se realizará tomando
en cuenta el agua total consumida dentro del producto final obtenida del
proceso, el cual estipulará la cantidad de producto por unidad de agua.
25
Indicadores de intensidad: es el producto final obtenido dentro del agua total
consumida dentro de los procesos. El cual indicará cuantas unidades de agua se
necesitan por unidad de producto generado.
Para la realización del balance hídrico, es importante la realización del recorrido físico,
para tomar en cuenta, de qué manera se va a cuantificar el total de agua, considerando
la infraestructura del lugar, las condiciones en las que se encuentra para realizar las
mediciones.
Verificar si existen medidores permanentes con sus calibraciones actualizadas, si se
realizarán mediciones puntuales o mediciones de tipo promedio, si hubiese dificultar
para su medición se puede estimar o calcular a partir de las condiciones de operación.
Verificar que tipo de medidor se utilizará para la toma de mediciones los cuales se
pueden dividir en:
- Medidores volumétricos: son medidores utilizados para las mediciones de agua
en industrias y sistemas municipales este medidor opera bajo los principios de
desplazamientos positivos, dentro de la cámara de medición posee un disco,
cada ciclo permite pasar un volumen fijo de agua, que contabiliza el registro,
logrando una medición precisa.
- (http://www.aguayaire.com/MEDIDORES/mvplastico.pdf)
Los discos que poseen los medidores volumétricos transmiten magnéticamente
al registro de medición y a la carátula, que están sellados herméticamente al
vacío el cual no tiene contacto alguno con el agua.
(http://www.aguayaire.com/MEDIDORES/mvplastico.pdf)
- Medidores ultrasónicos: están basados en el principio del tiempo de tránsito de
una señal acústica a lo largo del flujo que es constante y puede ser alterado por
la velocidad del fluido en el que se desplaza. (Medidores ultrasónicos de flujo o
de caudal. (En línea)).
26
Los medidores ultrasónicos tienen como objetivo primordial la medición a través
de la cuantificación de la velocidad del flujo, se trata de un medidor indirecto del
caudal y puede aplicarse a conductos libres.
Según Quiminet Una de las ventajas de los medidores ultrasónicos es que son
fáciles de portar, se adaptan a cualquier tipo de tubería, son capaces de medir
flujos en ambas direcciones, no son intrusivos a la tubería, y su instalación es
rápida y sencilla.
- Método por vertedero: según el artículo de la academia.edu (s.f.) los vertederos
son simples aperturas, sobres las cuales desliza un líquido, se utilizan como
instrumentos de medición de caudal más antiguo, simple y confiable para medir
el flujo de agua de un canal si se dispone de suficiente caída y la cantidad de
agua a medir no es grande.
Los vertederos son instrumentos efectivos, en condiciones de flujo libre y
régimen permanente, existe una relación definida entre la forma de la abertura;
este método aplica para plantas de tratamiento y grandes industrias, según las
características físicas de la salida del efluente.(Medición de caudal por método
de vertedero. Vertederos de la academia.edu. S.f. (En línea))
Figura No. 8 Método de vertedero
Fuente: Medición de caudal por método de vertedero. Vertederos. sf. (En línea)
27
- Método volumétrico: según fluidos.eia.edu.co(s.f.) este método consiste en
medir el tiempo que se utiliza en llenar un recipiente de volumen, el caudal es
fácilmente calculable con la siguiente ecuación : Q= V/t
Dónde:
Q= es el caudal
V= es el volumen del recipiente
t= el tiempo en el que lleno
Al realizar el recorrido conocer o determinar la ubicación de los puntos de medición y
verificar que sean de forma accesible para el tipo de medición que se realizará.
Es de suma importancia considerar el momento ideal en el cual se realizará la
medición, más aun si se refiere a procesos que no son continuos.
En caso que los procesos sean dinámicos es recomendable realizar una serie de
repeticiones de mediciones para obtener datos más representativos.
Cualquier fuga que se observe, debe reportarse inmediatamente al departamento de
mantenimiento, para su pronta corrección, las fugas de agua en tuberías producen
sonidos característicos, los cuales son posibles de detectar con equipo especializado.
Los dispositivos especiales son sensores que generalmente se unen a las piezas
hidráulicas, tales como las válvulas de hidrantes, y la inspección se realiza de manera
metódica alrededor del sitio; si los resultados al circular el agua son de forma
silenciosos quiere decir que no existe fuga alguna. Alguna.
(http://www.crc.gov.co/files/GestionAmbiental/RHidrico/Guia_MAVDT.pdf P-17)
Los resultados obtenidos ingresarlos a los diagramas de flujo realizados con
anterioridad.
Otras de las aplicaciones del balance de hídrico es la valoración económica, la
evaluación de desempeño y el balance energético.
28
En la valoración económica es de importancia determinar los costos de:
- La cuota municipal del suministro de agua
- Los mantenimientos de los pozos de los cuales se extrae agua
- Precio del bombeo y el mantenimiento inicial del proceso.
- Aprovechamiento: el valor de los bombeos de agua, tratamientos (sustancias
químicas, filtros, mano de obra, entro otros), control de calidad, costo del
mantenimiento y las reparación de las tuberías
- Descarte: tarifas de tratamientos (gastos de la planta de tratamiento de agua,
sustancias químicas, filtros, entre otros), mano de obra, multas por
incumplimientos legales, tratamiento de lodos.
d) Resultados
En la determinación de resultados sobre el balance hídrico obtenido, se efectúan los
siguientes pasos:
- Interpretación de los datos obtenidos en las mediciones
- Establecer objetivos y metas según los resultados
- Proponer recomendaciones que lleven a la empresa a una mejora continua
Al hablar de proponer recomendaciones se determinaran a cómo proceder según:
- Reúso externo
- Reducción de consumo de agua
- Reúso de forma interna
- Descarga cero
- Dar recomendaciones en el caso de que fuese una planta industrial el cual
conlleva a reparar fugas, separar líneas de alta y baja presión de agua, realizar
limpiezas con alta presión y bajo caudal, establecer equipos óptimos por
operación; eliminar usos innecesarios en la operación del proceso, eliminar o
reducir flujos constantes y recuperar o recircular el agua.
29
3.2.3. Medidor utilizado para la realización del balance hídrico en DARSA: Medidor
ultrasónico Portátil Micronics PF 220
Según Micronics (sf) el medidor ultrasónico portátil PF 220 es un instrumento
controlado por un microprocesador que funciona atraves de un sistema con pantalla
LCD ; el cual se puede emplear para mostrar al instante la intensidad del caudal del
fluido, junto con los valores totalizados, o bien puede utilizarse como registrador de
datos.
El medidor ultrasónico Micronics PF 220 es utilizado en industrias de:
- Agua
- Servicios para edificios
- Manejo de energía
- Generación de energía
- Química
- Farmacéutica
- Petroquímica y
- Alimentos
Este tipo de medidor es recomendado principalmente para los siguientes tipos de
fluidos:
- Agua potable
- Agua de río
- Enfriamiento de agua
- Agua desmineralizada
- Soluciones agua/glicol
30
- Aceite hidráulico
- Diésel y aceites combustibles
- Productos químicos
- Productos de petróleo
El medidor ultrasónico Micronics PF 220 puede utilizarse para los siguientes procesos:
- Auditorias de climatización
- Medidores para revisión de sistemas
- Verificación de bombas
- Evaluación /prueba de calentadores
- Detección de fugas
- Determinación de tamaño de filtros
- Medición de agua ultra pura
- Medición de condensado
- Balanceo de sistemas
- Evaluación limpia in situ
- Evaluación de sistemas hidráulicos
El medidor ultrasónico Micronics PF 220 funciona de forma simple el cual se define que
es un medidor de tiempo de tránsito diseñado para funcionar con un par de
transductores para proveer una medición precisa de los líquidos que fluyen dentro de
las tuberías sin tener que insertar ningún tipo de partes mecánicas dentro del sistema.
La instalación toma pocos minutos lo cual cuando es instalado, el ultrasonido es
transmitido entre los transductores, la velocidad a la que el sonido viaja a través del
líquido se acelera ligeramente debido a la velocidad del líquido dentro de la tubería;
31
cuando el ultrasonido es transmitido de dirección opuesta, el flujo del líquido provoca
una desaceleración en el sonido transmitido.
El medidor Micronics PF 220 tiene una capacidad para soportar temperaturas desde -
4°F hasta 275°F y un diámetro de tuberías desde 2” a 32” de grosor.
3.2.4. Proceso de producción del alcohol a partir de la caña de azúcar.
Según el Centro de Biotecnología Industrial la materia prima más utilizada para el
proceso de producción de alcohol son las melazas que se obtienen como producto de
los procesos del cultivo de caña, una de las eficiencias en la producción de etanol a
partir del jugo de este cultivo radica en utilizar el 100% de la sacarosa de la planta.(Ver
anexo figura 42 P.109)
Según el Centro de Biotecnología Industrial los procesos para la obtención del alcohol
son:
- Acondicionamiento:
Este procedimiento consiste en el lavado inicial de la caña y la trituración donde se
extrae el jugo azucarado con agua, retirando como subproducto el bagazo que se
puede ser utilizado en la generación de vapor.
En el proceso de filtrado se debe de retirar el bagazo sobrante a proceso de
extracción del jugo de la caña de azúcar denominada cachaza, al finalizar el jugo
extraído es esterilizado y es concentrado en el pre-evaporador a 22° brix, el cual
debe de ingresar con un contenido de azucares de 120-180 galones por litro.
(Centro de Biotecnología Industrial 2010.)
- Preparación del cultivo de levaduras:
En este proceso se prepara un caldo de cultivo donde se agregan los nutrientes
necesarios para la supervivencia del cultivo de levaduras que se realizarán en el
siguiente proceso. La levadura antes de ir al proceso de fermentación recibe un
tratamiento, el cual consta de la dilución con agua y adición de ácido sulfúrico, en
32
donde el pH es de 2.5; la suspensión de fermento diluido y acidificado denominada
como el pre-fermento permanece en una agitación continua de una a tres horas
antes de ingresar a los fermentadores. (Centro de Biotecnología Industrial 2010)
- Fermentación:
En base a Proyecto Preliminares para Plantas Industriales la fermentación del
alcohol se realiza de forma cerrada por cualquier carbohidrato rico en substratos; la
melaza licor producido permanece después de la cristalización de la sucrosa y es
usada normalmente como la materia primera en los procesos de fermentación.
El alcohol etílico también puede ser producido por medio de la fermentación de almidón,
suero o licor de desechos de sulfito.
Descripción del proceso de fermentación según Proyectos Preliminares
para Plantas Industriales:
1. Transporte y almacenamiento de la melaza: La melaza obtenida desde una
fábrica distribuidora es transportada vía transferencia de tuberías o carros de
almacenamiento a la planta de procesamiento de alcohol etílico. La melaza es colocada
en un tanque de almacenamiento de concreto bajo tierra por bombeo de la melaza.
Cuando el proceso ha comenzado, la melaza almacenada será bombeada en un
contenedor o vasija de disolución para ajustarlo a una concentración adecuada.
2. Preparación de la melaza: La melaza es bombeada dentro del tanque medidor a
través de un bombeo desde el tanque bajo tierra el cual recibe el material directamente
desde el tanque de almacenamiento por transferencia de tuberías.
33
Después que la melaza es medida exactamente, fluye hacia el tanque de disolución de
la melaza. Debido a su resistente concentración de azúcar, la melaza no soporta una
fermentación directa, por lo tanto primero debe ser diluido a la concentración deseada.
Este es llamado masa o templa, y presenta los carbohidratos listos para la inoculación o
vacunación de los cultivos de semillas. (Proyectos Preliminares para Plantas
Industriales Sf.)
3. Estación de cultivo de granos: La estación es equipada con un fermentador
piloto en conjunto con el equipo de cultivo de granos y los instrumentos de cultivo
diseñados especialmente.
Este proceso es realizado bajo una exacta supervisión de laboratorio, incluyendo la
selección de la inoculación de los granos de levadura, la adición de nutrientes, el ajuste
del pH, el control de temperatura, y finalmente la limpieza y esterilización de la máquina
de cultivo de levadura para la realización del siguiente lote. (Proyectos Preliminares
para Plantas Industriales Sf.)
4. Fermentación y destilación:
La fermentación proceso anaeróbico realizado por las levaduras y algunas bacterias;
estos microorganismos transforman el azúcar en alcohol etílico y dióxido de carbono.
Este proceso, comienza después de que la glucosa entra en la celda. La glucosa se
degrada en un ácido pyruvic y luego se convierte en CO2 y
etanol.(http://www.tempeh.info/es/fermentacion-alcoholica.php)
Se utiliza el jugo obtenido de la filtración pasa a ser fermentado donde se le adiciona
una bacteria para acelerar el proceso según Marins Pons & Asociados, S.R.L.
Según el Centro de Biotecnología Industriallos fermentadores están conectados por
tuberías para una operación de fermentación continua. Esta estación tiene un control
automático de temperatura, velocidad de flujo, operación de templado y operación de
alimentación. Usualmente el ciclo de fermentación dura de dos a tres días.
34
Según el Centro de Biotecnología Industrial después de obtener el vino fermentado
resultado del proceso anterior, es pasado al área de destilación donde se obtiene un
alcohol a un 50% de concentración seguidamente se realiza un proceso de rectificación
con tamices moleculares el cual entrega como producción un alcohol al 80% de
concentración.
35
VI. METODOLOGÍA
Para realizar la presente investigación, se realizaron 10 pasos metodológicos, los
cuales se resumen en la figura nueve.
Figura No. 9 Metodología utilizada para la realización del balance hídrico
Fuente: Autor (2015)
10. Entrega de resultados al gerente de mantenimiento y operaciones de la empresa.
9. Redacción informe final
8. Análisis de datos
7. Realización de las mediciones de caulda dentro de cada proceso
6. Determinación del tamaño y grosor de las tuberías en las instalaciones de los procesos de la empresa
5. Prueba del funcionamiento del caudalímetro
4. Ubicación de los puntos donde se realizarán las mediciones de caudal
3. Delimitación de las áreas a medir el caudal
2.Realización del croquis de las tuberías que conducen el agua
1. Recorrido general en las instalaciones de la empresa
36
4.1. Recorrido general en las instalaciones de –DARSA-
El recorrido por las instalaciones fue necesario para la identificación de todos los
procesos y la verificación de las líneas de producción que utilizan agua para su
funcionamiento.
Las áreas en las cuales se realizaron los recorridos son:
- planta de agua
- caldera
- pozos
- fermentación
- destilación
4.2. Actualización del croquis de las tuberías de agua en los procesos
Utilizando el mapa general de las instalaciones de la empresa, en el cual se
encontraban ubicadas las tuberías de vapor, vino, vinaza, agua, ácido entre otros, se
verificó por medio de recorridos en los procesos que no existieran modificaciones de las
líneas del mapa con las tuberías en campo.
Al final de los recorridos se procedió a actualizar el croquis, indicando la ubicación de
las líneas de agua de cada uno de los procesos, identificando las entradas y salidas de
recurso hídrico.
4.3. Delimitación de las áreas donde se efectuó la medición
De las líneas de agua que posee el proceso de producción de alcohol, se delimitaron
las áreas que indican las entradas y salidas del recurso, con el fin de llevarse a cabo las
mediciones, parala obtención de los datos necesarios en la ejecución del balance de
hídrico.
37
4.4. Ubicación de los puntos para realizar las mediciones del caudal de agua
En base a los recorridos realizados, se determinó la ubicación de los puntos en las
tuberías de los procesos de producción que fueron medidos.
Para poder determinar la ubicación de los puntos de medición, las tuberías debían
tener una distancia mínima de 0.5 metros sin estructura metálica o material que
interfiriera con la señal del medidor de caudal.
Al tener ubicados los puntos que se midieron, se rotularon para poder identificarlos por
orden y poder realizar en un futuro el balance nuevamente. (Ver figura No. 33-35 página
106)
4.5. Prueba del funcionamiento del medidor
En base a la lectura del manual de funcionamiento del Medidor Ultrasónico Micronics
PF 220 se verificó que el equipo incluyera un bloque de prueba cuyas utilidades son
para verificar el funcionamiento del equipo (señal de sensores, cables y transductores).
En el monitor del medidor se seleccionó la opción de inicio rápido, introduciendo los
datos que la tabla del manual proporcionaba, para esta prueba se utilizaron los
parámetros del sensor tipo B que posee el equipo que se detallan en el cuadro uno:
Cuadro No. 1Datos para prueba de funcionamiento de sensores tipo B
Parámetro Sensor B
Diámetro de la tubería 50 mm
Grosor de la pared de la
tubería
22 mm
38
Material de la pared de la
tubería
Plástico
Tipo de fluido Agua
Modo Diagonal
Temperatura 20°C
Grosor del revestimiento
de la tubería
0 mm
Fuente: Manual de usuario caudalímetro Portaflow 220 Se procedió a ingresar los datos del cuadro uno en el monitor, y la pantalla indicó que la
distancia de separación entre los sensores para la prueba era de 2.3 pulgadas. La
separación asignada permite una mayor cobertura de señal de los mismos.
Se le aplicó grasa sintética (tres milímetros) a cada sensor y se aseguraron con bandas
elásticas para evitar el movimiento de los sensores.
El medidor cuenta con sensores que están conectados al monitor por medio de cables,
para verificar la correcta conexión, el cual debe tener como mínimo 33% de señal, lo
cual se comprobó antes de realizar la toma de datos. Posterior a ello se tomaron las
lecturas de caudal registradas por el caudalímetro.
4.6. Determinación del diámetro, grosor y el tipo de material de la tubería de cada
proceso
Para la realización de las mediciones fue necesario determinar los tipos y tamaño de
tuberías que se utilizan en los procesos de –DARSA- , y así poder ingresar los datos
exactos al medidor.
39
La determinación del tamaño del diámetro y grosor de la tubería se realizó por medio
de:
- La ubicación de las tuberías de cada proceso, determinando el grosor de la
pared del conducto con la utilización de un medidor de espesor digital y verificar
con el personal de mantenimiento el diámetro y tipo de material de fabricación de
las mismas. (ver cuadro No.33 página 98)
4.7. Realización de las mediciones de caudal
Para asegurar la confiabilidad, se realizaron cuatro repeticiones con un lapso de cinco
días entre cada una. Las mediciones de caudal realizadas en los procesos de DARSA,
fueron obtenidos por medio de dos tipos de metodologías, las cuales son:1
4.7.1. Datos obtenidos a partir del uso del medidor Micronics PF 220
Las medidas obtenidas através del medidor ultrasónico de la empresa, se realizaron en
tuberías con diámetros y temperaturas permitidas y un rango de flujo de 0.1 m3/segundo
a 20 m3/segundo.
La metodología utilizada para recolectar información por medio del medidor ultrasónico
portátil es la que se presenta a continuación:
1) Determinación del área y tubería
2) Verificación de tubería en cuanto a la eliminación de dispositivos que interfieran
con la señal de los sensores (codo, tubería T, válvulas, etc.)
1Se realizaron cuatro repeticiones debido a que estadísticamente a mayor pruebas realizadas, menor probabilidad de error en las
mediciones existirá, aunque a criterio técnico de la empresa requería únicamente dos repeticiones
40
3) Se introdujeron para la toma de datos: diámetro, longitud, material de la tubería,
temperatura y tipo de líquido que atraviesa.
4) Con las barras de separación se colocaron los sensores con la distancia indicada
para los transductores y se asentaron con los tornillos de fijación. 2
5) Los transductores para mayor precisión en los resultados se colocaron a 45° del
centro de la tubería, debido a posibles sedimentos en los líquidos. Se preparó la
tubería: eliminando todo tipo de grasa, material suelto o pintura descascarillada
para poder obtener una superficie más lisa.
6) En cada riel de los transductores, se sujetaron los extremos con cadenas
asegurando que queden tensas a la tubería al 100%.
7) Se deslizó la cubierta protectora del transductor completamente hacia el
exterior, a los dos sensores se le aplicóuna capa aproximadamente de tres mm
de gel de acoplamiento y se colocaron correctamente dentro de las cubiertas
para poder fijarlos y evitar la caída de estos impidiendo que el movimiento afecte
la señal de los sensores.
8) Se conectaron los sensores con los cables que tiene el medidor de caudal, un
cable es de boquilla color azul y el segundo es de color rojo.
9) El cable rojo se conectó al sensor con la dirección de flujo ascendente y el cable
de color azul con la dirección de flujo descendente.
10) Se procedió a verificar en el monitor la intensidad de señal que detectan los
sensores, para corroborar la correcta conexión de los mismos, los datos pudieron
ser considerados válidos, al momento que la señal del indicador contaba con un
mínimo de tres líneas (50% de señal).
2La distancia en la que se colocaron los transductores variaron según el tipo y tamaño de tubería con la que se estaba trabajando
en el área.
41
11) Si la señal era la adecuada, se tomaban tres lecturas del flujo que estaba
pasando por la tubería.
Las mediciones se realizaron durante el horario laboral de la empresa el cual es de 7:00
a.m. a 16:00 hrs, en fechas del día dos de septiembre al 10 de octubre del año 2014.
4.7.2. Medición de caudal de tuberías, utilizando el método volumétrico
Para la medición de caudal en áreas donde fue imposible el uso del medidor ultrasónico
debido a que las tuberías tenían dispositivos que interferían con la señal, se utilizó el
método volumétrico el cual consiste en medir el tiempo en el que llenaba un recipiente
de volumen conocido.
En esta práctica se utilizaron recipientes con medida de un galón y una cubeta con
medida de cinco galones, con lo cual se midieron en base a la siguiente ecuación:
Cuadro No. 2Ecuación para determinar el caudal de una tubería
Ecuación para determinar el caudal
Q=V/t
Para lo cual:
Q= caudal
V= volumen del recipiente
t= tiempo en el que ocurre el llenado
Fuente: Métodos de aforo de corrientes naturales de agua más utilizado. s.f. Aforo
Volumétrico. (En línea).
Materiales:
- Cubeta
- Cronómetro
42
- Libreta de campo
- Lápiz
- Cámara fotográfica
Para utilizar este método se efectuó el siguiente procedimiento:
- Se verificó que el área donde se realizaron las mediciones tuviera la
desembocadura correcta para poder colocar el recipiente
- Se confirmó la capacidad exacta de la cubeta
- Se corroboró que el cronómetro estuviera a cero para iniciar la toma de tiempo
- Con ayuda del operador de planta de agua se iniciaron las mediciones de la
siguiente manera:
- Se colocó la cubeta en el área de la desembocadura
- Con el cronómetro se tomó el tiempo en el que se llenó la cubeta
- Al llenar por completo la cubeta con agua, se detuvo el cronómetro
- Se anotó en la libreta de campo los galones que tiene la cubeta que se utilizó y el
tiempo exacto con el cual tardó en llenarse la misma
- Se realizó el procedimiento anterior cuatro veces.
4.8. Análisis de datos
Por medio del análisis de datos se obtuvo el balance de agua. Previo al análisis de los
valores obtenidos se debió solicitar en cada área la siguiente información:
- tipo de operación
- horarios de uso
- planes de mantenimiento
- días de labor
- producto final de cada área para poder realizar el balance hídrico con el
consumo de entrada de agua.
La información que se solicitó se obtuvo por medio de entrevistas, las cuales se
describen a continuación:
43
Cuadro No. 3Entrevista a operadores de planta de agua
Entrevista a operadores de agua:
1) ¿Cuántas horas al día extraen agua de los pozos para el almacenamiento del
tanque que alimenta los procesos?
2) ¿Cuántas horas al día trabaja cada proceso de la planta de agua?
3) ¿Cuántos días en total al año la planta de agua está en paro de funcionamiento?
Fuente: Autor (2015)
Cuadro No. 4Entrevista a operadores o supervisores del área de producción
Entrevista a operadores o supervisores de producción de turno (procesos
de fermentación y destilación):
1) ¿Cuál es el horario del funcionamiento de cada proceso?
2) ¿Cuántos días en total al año la planta de los procesos está en
mantenimiento?
3) ¿Cuál es el producto final de cada área de proceso?
4) ¿Qué porcentaje de alcohol posee el producto final que sale de los
procesos?
Fuente: Autor (2015)
Cuadro No. 5Entrevista a operadores del área de caldera
Entrevista a operadores de caldera:
1) ¿Cuáles son los horarios de funcionamiento de la caldera?
2) ¿Cuánta es la cantidad de agua que ingresa a la caldera, para
comparación de resultados?
3) ¿De dónde específicamente proviene el agua que entra al proceso de la
caldera?
Fuente: Autor (2015)
44
Al finalizar la recolección de datos requeridos del proceso, se debe de restar a la
entrada total de agua al proceso, el agua utilizada o pérdida en la producción. Las
cuales son:
- Cantidad de agua perdida (fugas, derrames o purgas) del proceso.
- Agua utilizada para la mezcla de producto.
- Agua que es reutilizable al final del proceso.
4.9. Redacción del informe final y presentación de resultados
En base a la información adquirida en los análisis de datos se prosiguió a redactar los
resultados que el balance de agua requiere para su conclusión
4.9.1. Elaboración de diagramas de flujo
- Se interpretaron los datos obtenidos de los recorridos realizados para determinar
las líneas de procesos que circulan en DARSA.
- Se elaboraron los diagramas de flujo de las entradas y salidas de agua de cada
proceso en DARSA, incluyendo los datos respectivos a la dimensional de
galones/mes.
4.9.2. Balance gráfico
- Se analizaron los datos obtenidos de la realización del balance hídrico en
DARSA.
- Se realizaron las gráficas de resultados obtenidos del balance hídrico realizado a
cada proceso en DARSA, definiendo entradas y salidas del mismo.
45
- Se interpretó cada una de las gráficas obtenidas como resultado del balance, con
lo que se determinó la cantidad de agua utilizada para los diferentes procesos.
4.9.3. Cuadros de resumen de datos
- Se redactaron cuadros de resumen con dos columnas que indicaron todas las
entradas y salidas de agua de los procesos dado en galones/mes y galones/ año.
4.9.4. Indicador de productividad
El indicador de productividad se obtuvo utilizando la siguiente ecuación:
Cuadro No. 6Fórmula para el cálculo del indicador de productividad
Indicador de Productividad
IP= Agua
Producto
Dónde:
Agua: entrada total de agua
Producto: es el producto total de salida.
Fuente:Autor (2015)
Este indicador se utilizó para comparar entre diferentes sistemas que a mayor indicador
de producto mejor es el método de producción.
4.9.5. Indicador de intensidad
El indicador de intensidad se obtuvo de la siguiente forma:
Cuadro No. 7 Fórmula para el cálculo del indicador de intensidad
Indicador de intensidad
II= Producto
Agua
46
Dónde:
Producto: es el total de producto que sale
Agua: entrada total de agua
Fuente: Autor (2015)
Este indicador permitió obtenerla cantidad de unidades de agua que se necesitan por
unidad de producto generado.
Así mismo, contribuyó a la medición de la eficiencia del método que la empresa utiliza
para la fabricación de su producto si este dato es menor al indicador de productividad.
47
V. RECURSOS
A continuación se describen los recursos humanos y físicos que fueron necesarios
para llevar a cabo la metodología.
5.1. Recursos Humanos
- Estudiante EPSIGAL
- Gerente de mantenimiento y operaciones
- Ingenieros de turno del área de producción
- Jefe de aseguramiento de calidad
- Jefe de control de calidad
- Operador de caldera
- Operador de mantenimiento
- Operador de planta de agua
- Planeador de mantenimiento
5.2. Recursos Físicos
- Calculadora
- Cámara fotográfica
- Computadora
- Cronómetro
- Grasa sintética
- Impresora
- Internet
- Lápiz
- Medidor de espesor portátil
- Medidor de temperatura láser
- Medidor ultrasónico portátil
48
- Papel
- Recipiente de 1 galón
- Recipiente de 5 galones
Para la realización de la presente investigación fue necesaria la compra del medidor
ultrasónico portátil y la grasa sintética, por ser los únicos dos materiales con lo que la
empresa no contaba.
49
VI. PRESUPUESTO DEL PROYECTO
Cuadro No.8Presupuesto del balance hídrico realizado en DARSA
Destiladora de Alcoholes y Rones S.A.
Presupuesto de balance de agua
Moneda Quetzal
Concepto cantidad
Costo Unitario Sub-total total
No. Personas No. Días
Honorarios
operadores 2 20 Q. 93.00 Q 3,720.00 Q 3,720.00
0 0
0 0
Sub-total Honorarios Q 3,720.00 Q 3,720.00
Materiales/Equipo
Medidor Ultrasónico Q56,000.00 Q 56,000.00 Q 56,000.00
Grasa Sintética 2 unidades Q60.00 Q 120.00 Q 120.00
Sub-total Materiales /Equipo Q 56,120.00 Q 56,120.00
Totales Q 59,840.00
Fuente: Autor (2015)
50
VII. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
7.1. Información general del área de estudio.
El estudio se realizó en las instalaciones de Destiladora de Alcoholes y Rones S.A.
(DARSA), ubicados en el kilómetro 4.5 ruta al municipio San José La Máquina,
Suchitepéquez, utilizando un medidor de caudal tipo ultrasónico Micronics PF 220.
DARSA, para la realización de sus distintos procesos requiere de recurso hídrico, para
lo cual es necesario la extracción de agua de tres distintos pozos los cuales son
denominados dentro de la empresa como:
- Pozo SBI-17 (área final de transportes Ingenio Tululá)
- Pozo SBI-117 (área de BIOMETANO)
- Pozo SBI-217 (área de predio agrícola Ingenio Tululá)
Los pozos mencionados anteriormente alimentan el tanque de almacenamiento STI- 01
el cual suministra las líneas que distribuyen agua en los distintos procesos que la
empresa realiza, incluyendo la distribución de agua a la empresa CARBOX y BIOMET
(planta de producción de biometano).(Véase en figura No.10 página 56)
Haciendo referencia que el pozo SBI-217 no alimenta únicamente el tanque STI-
01,previo a su alimentación, sustenta las entradas a la torre de enfriamiento del área
de destilación de DARSA y una tubería que en época de zafra alimenta las torres de
enfriamiento del ingenio Tululá, ubicado en el mismo complejo.
El pozo SBI-117 es utilizado únicamente en época de zafra y en el tiempo que se tiene
en descanso el pozo SBI-217. La demanda de extracción del pozo antes mencionado
no es de forma continua, ya que trabaja únicamente cuando los procesos requieren
mayor cantidad de agua.
Las líneas de consumo del recurso hídrico de la empresa para la ejecución de sus
procesos son:
51
- Línea de servicios
- Línea de diluciones
- Línea de procesos
- Línea carbox
- Hidrantes y otros
Los horarios de extracción de los pozos que alimentan el tanque STI-01 son:
Cuadro No.9Horarios de funcionamiento de los pozos que alimentan el tanque
STI-01
Horarios de funcionamiento de los pozos que alimentan el tanque STI-01
pozo SBI-17 20 horas al día
pozo SBI-217 24 horas al día
pozo SBI-117 únicamente en tiempo de zafra
Fuente: Autor (2015) con base a los horarios del funcionamiento de los pozos de
DARSA
Como anteriormente se describe, DARSA para la fabricación de su producto final,
necesita la realización de distintos procesos, los cuales utilizan distintas líneas de
consumo de agua, alimentadas de un tanque en común que es el STI-01, para lo cual
fue necesario la ejecución del balance hídrico por cada una de las líneas antes
mencionadas.
El tanque STI-01 es alimentado por dos pozos los cuales son SBI-17 y SBI-217, según
mediciones realizadas, estos pozos producen:
Cuadro No. 10 Mediciones de la extracción de agua de los distintos pozos de
DARSA en gal/mes
POZO PRODUCCION ( GALONES/MES)
SBI-17 25,177,600
SBI-217 13,985,055
Fuente:Autor (2015) en base a las mediciones realizadas en los pozos de la empresa
52
La producción total del pozo SBI-217, es utilizado para la alimentación del tanque STI-
01; 5,136,495 galones/mes de la extracción total son utilizados en las torres de
enfriamiento del área de destilación de DARSA. Por lo que podemos indicar que el
tanque STI-01 es alimentado con 34,026,160 galones / mes.
La entrada de agua al tanque de repartición STI-01 se distribuye de la siguiente
manera:(véase figura No.11 página 60)
Cuadro No.11Distribución del agua del tanque STI-01
Distribución de agua del tanque STI-01
área gal/mes
línea de servicios 7,188,300
línea de procesos 11,047,260
línea de diluciones continua 9,602,040
línea de diluciones de ron pesado 2,812,950
línea de carbox 2,115,540
línea de hidrantes y otros 1,260,070
total 34,026,160
Fuente:Autor (2015) a través de las mediciones de caudal con el medidor
ultrasónico PFF 220
El cuadro anterior describe la distribución en galones por mes que realiza el tanque STI-
01 para sus distintas líneas.
7.1.1. Descripción del funcionamiento de las líneas de consumo de recurso
hídrico de DARSA.
7.1.1.1. Línea de servicios(verificar en la figura No.14 Pag.65)
- El proceso de la línea de servicios es dinámico en la demanda del recurso que
requiere la planta de agua, variando la cantidad que se necesita de acuerdo al
funcionamientodel área.
- Esta línea es alimentada por el tanque STI-01 por una cantidad de 7,188,300
gal/mes
53
Filtros multimedia
- La alimentación del recurso hídrico a la planta de agua, da inicio con el proceso de
filtros multimedia con una cantidad de 7,329,420 gal/mes.
Suavizadores
- De los filtros multimedia ingresa a los suavizadores 6, 718,320 gal/mes.
Tanque de agua suave
- Ingresa un volumen de 4, 554,400 gal/mes al tanque de agua suavizada, en este
proceso el agua de entrada disminuye ya que este tanque es de almacenamiento y
debido a que la presión de agua que éste proceso requiere es menor a la de los
procesos anteriores, lo cual hace que la entrada a este tanque disminuya.
Ósmosis
- El ingreso de agua a la ósmosis es de 5,633,145 gal/mes, el cual se desglosa de la
siguiente forma: una purga que la ósmosis realiza dirigido al tanque CIP de
aproximadamente 1,580,355 gal/mes;271,215 gal/mes son utilizados para
preparación de salmuera en lo que entra a los procesos de succión de sal que
ocurre aproximadamente 40 minutos al día y el desaguado de sal que se realiza en
14 minutos al día, que se dirige a un drenaje que posee planta de agua y el ingreso
al tanque de agua permeada es de 3,781,575 gal/mes a lo cual se le suma el total
que ha ingresado anteriormente al proceso de la ósmosis.
Tanque de agua permeada
- El tanque de agua permeada es alimentado por dos líneas, una de ósmosis que es
de 3,781,575 gal/mes y una segunda de agua condensada que proviene del área de
destilación con una cantidad de 3, 525,795 gal/mes, lo cual hace un total de
7,307,370 gal/mes de entrada al tanque de agua permeada.
Tanque desareador
- El tanque desareador es un tanque que únicamente se alimenta para cubrir un
porcentaje de vacío de agua, lo cual demanda 4,757,602.5 gal/mes; la cantidad de
agua que este tanque requiere dependerá del total de agua que la caldera necesite
para la generación de vapor, la caldera es alimentada en un lapso de 9 horas al día.
54
Caldera
- La caldera tiene un consumo mensual de 9,128,700 gal/mes de los cuales se
determina una purga de 347,550 gal/mes en el área. El resultado final del proceso
de planta de agua es la producción de 66,000 libras de vapor saturado en la caldera
Caldema, la cual trabaja 24 horas del día.
- La línea de servicios trabaja aproximadamente 18 horas al día, 350 días al año a
excepción del proceso del tanque desaireador y del proceso de la caldera.
7.1.1.2. Línea de procesos
Dichas líneas son las utilizadas para alimentar agua en el proceso de fermentación del
vino. Los procesos que alimenta esta línea son:
Antiespumantes
Alimentación a nutrientes
Área de pre-fermentadores
Torre de enfriamiento del área
Torre Marley (deshidratador de alcohol)
Área de centrifugas
Esta línea es la encargada de la alimentación del edificio administrativo y jardines de
DARSA el cual no es posible la cuantificación.
La línea de procesos es una línea que se alimenta 24 horas al día durante 350 días al
año.
Para la realización del balance hídrico en esta área se calcula la sumatoria del agua
que entra en el área de diluciones de carga continua, el cual se toma en cuenta el
producto final que es el vino que se produce mensualmente, sumándole las purgas que
salen del área de fermentación y los lavados de columnas que realizan de forma
esporádica.
55
7.1.1.3. Línea de diluciones
Las líneas de diluciones son en total dos líneas las cuales son alimentadas por el
tanque STI-01 que se dividen de esta manera:
- Línea de diluciones de carga continua, es la línea encargada de diluir la melaza
que se produce y entra al proceso de fermentación para la fabricación de vino; los
horarios de alimentación de agua para esta línea son de 24 horas al día, 350 días al
año.
- Línea de diluciones de ron pesado, los horarios de proceso y de alimentación
oscilan en un promedio de seis horas al día según sea su demanda durante 350
días por año.
7.1.1.4. Tanque de CIP (agua de retorno)
El tanque de CIP, es un tanque utilizado para el almacenamiento de agua de reúso, el
cual es alimentado por:
- La línea de procesos ( alimentación al tanque seis horas al día 350 días del año)
- Línea de servicios ( alimentación de 18 horas al día 350 días del año)
- Línea de carbox (alimentación de 12 horas al día 350 días del año)
- Línea del área de destilación (alimentación 24 horas al día 35 días del año)
El tanque de CIP es alimentado de la línea de procesos en un lapso de 6 horas al día,
por la flemaza del área de destilación y agua de retorno de lo que son los procesos de
la ósmosis y de la línea de carbox.
El tanque de CIP maneja un rebalse de aproximadamente seis horas al día el cual es
un dato variable debido a que cuando lavan tanques de ron no existe rebalse. Cuando
se realiza el lavado de los tanques de ron es necesaria la alimentación de la línea de
procesos.
56
Cal
der
a
Tan
que
STI
-01
Pla
nta
de
agu
a (o
smo
sis)
Torr
es
de
enfr
iam
ient
o
ferm
enta
ció
n
Edif
icio
D
esti
laci
ón
Torr
es
de
enfr
iam
ient
o
de
des
tila
ció
n
Ferm
ent
ació
n
B1
CIP
AG
UA
SUAV
E
AG
UA
PERM
EAD
A
EN
TRA
DA
SP
OZO
1
PO
ZO 2
A.
C1-
C4
C-5
C6-C
7
Par
qu
eo
Pur
gas
Des
fogu
e ge
ner
al
Poz
o 1
Poz
o 2
B.
D1-
D3
D4
E1-E
2
B.1 .
G-1
G-2
G-4
G-3
Torr
e m
arle
y (f
uer
a d
e se
rvic
io)
CA
RBO
X
1- línea de servicios 2- línea de procesos 3- línea de diluciones carga continua 4- línea de diluciones ron pesado 5- agua de recirculación
7.2
. C
roq
uis
de
la
s l
ínea
s d
e a
gu
a d
el
pro
ce
so
de
DA
RS
A
57
La figura 10, presenta el croquis de las líneas de agua utilizado en cada proceso de
DARSA, mismo que fue obtenido del croquis general y la actualización por medio de
recorridos.
7.3. Delimitación de los puntos de medición.
Cuadro No.12 Puntos de medición de las áreas delimitadas para la realización del
balance hídrico
Fuente: Autor (2015) en base a los puntos delimitados para realizar las mediciones
58
La delimitación de los puntos de medición se realizó en base a los recorridos físicos
realizados en la empresa, los cuales determinaron entradas y salidas de cada una de
las líneas de consumo del recurso hídrico.
7.4. Balance Hídrico del consumo general del recurso hídrico en DARSA
7.4.1. Datos obtenidos de las mediciones realizadas en las áreas de entradas
generales al tanque de STI-01
Las mediciones que a continuación se presentan fueron obtenidas por medio de
mediciones realizadas con un medidor de flujo ultrasónico Micronics PF 220.
Cuadro No. 13Mediciones realizadas para la ejecución del balance hídrico del
consumo general en DARSA
Mediciones utilizadas para la realización del balance hídrico del consumo general en DARSA (gal/min)
Entrada al tanque STI-01 pozo 1
Medición
A Medición
B Medición
C Medición D
1 806.2 680.9 693.6 671.09
2 803.2 698 698.9 678.13
3 664 715.8 701.54 680.3
promedio 757.80 698.23 698.01 676.51
Entrada a Tanque STI-01 Pozo 2
Medición
A Medición
B Medición
C Medición D
1 375.8 110.7 255.3 102.4
2 374.3 107.5 250.8 104.6
3 375.1 112.4 255 104.3
promedio 375.07 110.20 253.70 103.77
Entrada a torre de destilación
Medición
A Medición
B Medición
C Medición D
1 20.8 199.8 61.1 198.34
2 21.35 197.4 79.08 199.34
3 21.03 196 74.16 199.2
21.06 197.73 71.45 198.96
59
Línea Servicios
Medición
A Medición
B Medición
C Medición D
1 230.1 228.45 221.04 232.5
2 239.7 218.03 232.9 229.08
3 112.6 221.3 219.3 231.15
Promedio 234.90 222.59 224.41 230.91
Línea de procesos
medición
A medición
B medición
C medición D
1 316.2 314.9 100.08 310.8
2 314.01 321.02 99.4 317.2
3 316.6 324.4 100.5 316.2
Promedio 315.60 320.11 99.99 314.73
Línea de diluciones carga continua
Medición
A Medición
B Medición
C Medición D
1 229 232.45 221 225.34
2 230.2 230.5 220.5 221.3
3 224.6 231 220.4 219.4
227.93 231.32 220.63 222.01
Línea de diluciones ron pesado
Medición
A Medición
B Medición
C Medición D
1 275.7 265.5 267.4 260.9
2 275 266.4 270 265.3
3 272 263.8 269.8 263.7
promedio 274.23 265.23 269.07 263.30
Fuente: Autor (2015) con base a las mediciones en campo con un medidor de
flujo PF 220.
Las mediciones A, B, C y D se refieren a las cuatro repeticiones realizadas para
asegurar la confiabilidad del estudio.
El cuadro 13 indica las mediciones que se realizaron con el medidor ultrasónico portátil
de flujo Micronics PF 220, para la ejecución del balance hídrico del consumo general en
DARSA, los cuales indican las cantidades de flujo que está consumiendo la empresa.
60
Pozo
1
pozo
2
34,0
26,1
60 g
al/m
es
11,0
47,2
60 g
al/m
es
2,81
2,95
0 ga
l/mes
9,
602,
040 g
al/m
es
2,11
5,54
0 gal
/mes
1,
260,
070 n
gal m
es
proc
esos
serv
icios
carb
oxhi
dran
tes y
otro
s
7,18
8,30
0 ga
l/mes
5,1
36,4
95 ga
l/mes
25,1
77,6
00 g
al/m
es
8,84
8,56
0 gal
/mes
dilu
cione
s car
ga co
ntin
ua
dilu
cione
s ron
pes
ado
torre
s de
enfri
mie
nto
de d
estil
acio
n
tanq
ue ST
I -01
Fig
ura
No
. 11
Dia
gra
ma
de
l c
on
su
mo
gen
era
l d
el
rec
urs
o h
ídri
co
de
DA
RS
A
Fu
en
te:
Au
tor
(20
15
)
7.4
.2.
Dia
gra
ma
de
flu
jo d
el
co
nsu
mo
gen
era
l d
el
rec
urs
o h
ídri
co
de
DA
RS
A
61
7.4.3. Gráficas de resultados de balance hídrico del consumo general de DARSA
Figura No.12 Gráfica del balance hídrico de entrada de agua de DARSA
Fuente: Autor (2015)
La gráfica No. 12representa en gal/mes y porcentualmente la entrada de flujo al tanque
STI-01 por parte de los dos pozos que lo alimentan.
Figura No.13Diagrama de distribución de agua del tanque STI-01 en DARSA
Fuente: Autor (2015)
21%
33%
28%
8%
6%4%
Distribución de agua del tanque STI-01
línea de servicios
línea de procesos
línea de diluciones cargacontinua
línea de diluciones ronpesado
carbox
hidrantes y otros
pozo SBI-17 pozo SBI-217 Pozo SBI-117
Gal/mes 25,177,600 8,848,560 0
% 74% 26% 0%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
0
5,000,000
10,000,000
15,000,000
20,000,000
25,000,000
30,000,000
Gal
/mes
Entrada de agua al tanque STI-01
62
7.4.4. Cuadros de resumen del consumo promedio de agua en DARSA
Cuadro No.14 Consumo promedio de agua en DARSA
Consumo promedio de DARSA
área gal/mes gal/año
Pozo 1 25,177,600 302,131,200
Pozo 2 8,848,560 106,182,720
Torre de enfriamiento de Destilación 5,136,495 61,637,940
Fuente: Autor (2015) en base a las mediciones realizadas.
En el balance realizado en el tanque STI-01, existe un punto que se denomina hidrantes
y otros, del cual un 4% de agua no es cuantificable, debido al mal uso de la línea de
hidrantes por parte de los operadores de DARSA que utilizan la línea, para servicios de
lavados de las áreas o servicios de jardinería cercanas a las líneas.
Cuadro No.15 Balance hídrico del agua de entrada de DARSA
Fuente: Autor (2015) en base a los resultados obtenidos en el balance hídrico de
entrada en DARSA
El cuadro 15 presenta los datos de cuantificación del agua de entrada a los diferentes
procesos.
pozo 1 25,177,600 gal/mes
pozo 2 8,848,560 gal/mes
total entrada 34,026,160 gal/mes
línea de procesos 11,047,260 gal/mes
linea de servicios 7,188,300.00 gal/mes
linea de diluciones carga continua 9,602,040 gal/mes
línea de diluciones ron pesado 2,812,950.00 gal/mes
linea de carbox 2,115,540 gal/mes
línea de hidrantes y otros 1,260,070.00 gal/mes
total salida 34,026,160 gal/mes
TOTAL ENTRADA -TOTAL SALIDA 0 gal/mes
BALANCE AGUA DE ENTRADA
ENTRADA
SALIDA
63
7.5. Balance hídrico de la línea de servicios
7.5.1. Datos obtenidos de las mediciones realizadas en las áreas de la línea de
servicios
Las mediciones que a continuación se presentan fueron obtenidas por medio del
medidor de flujo ultrasónico Micronics PF 220.
Cuadro No. 16Mediciones de filtros multimedia
Mediciones utilizadas para la realización del balance hídrico de la línea de servicios (gal/min)
Entrada a filtros
Medición A Medición B Medición C Medición D
1 239.9 233.4 215.9 222.4
2 250 245.6 212.5 224
3 277.7 233.4 214.7 222.6
Promedio 255.87 237.47 214.37 223.00
Entrada a suavizadores
Medición A Medición B Medición C Medición D
1 85.27 233.4 210.7 221.9
2 182.5 239.6 214.8 219.9
3 185.9 233.4 213.6 219.4
Promedio 184.20 235.47 213.03 220.40
Entrada a tanque de agua suave
Medición A Medición B Medición C Medición D
1 138.9 139.8 134.33 142.3
2 137.8 136.6 131.89 139.78
3 134.20 132.40 130.30 139.40
Promedio 136.966667 136.266667 132.17333 140.493333
Entrada a osmosis
Medición A Medición B Medición C Medición D
1 182.3 180.3 182.6 167.8
2 181.5 180.5 185.3 169.5
3 182.70 181.20 183.40 168.90
Promedio 182.166667 180.666667 183.76667 168.733333
Entrada a tanque de agua permeada
Medición A Medición B Medición C Medición D
64
1 125 122.7 120.4 115.9
2 122.1 119.1 119.5 116.03
3 124.6 119.06 118.8 117.4
Promedio 123.90 120.29 119.57 116.44
Entrada a tanque desareador
Medición A Medición B Medición C Medición D
1 327.7 293.4 291.8 290.08
2 331.4 295.8 296.3 292.34
3 326.3 297.2 290.07 292.4
Promedio 328.47 295.47 292.72 291.61
Entrada a caldera
Medición A Medición B Medición C Medición D
1 192.6 225.8 228.9 221.09
2 184.8 230.2 227.3 231.4
3 178.2 226.4 231.8 229.8
Promedio 185.20 227.47 229.33 227.43
Entrada específica al domo de la caldera
Medición A Medición B Medición C Medición D
1 129.1 126.4 128.6 130.8
2 130 123.7 130.2 128.8
3 131.3 122.6 127.2 131.6
Promedio 130.13 124.23 128.67 130.40
Retorno caldera
Medición A Medición B Medición C Medición D
68.4 81.34 87.3 83.45
61.5 84.5 88.4 81.9
63.4 82.4 84.3 82.4
Promedio 64.43 82.75 86.67 82.58
Fuente: Autor del documento (2015) con base a las mediciones en campo con un
medidor de flujo PF 220
En la medición A de la entrada al área de los suavizadores se eliminó el dato de
85.27 gal/min.
El cuadro 16 indica las mediciones que se realizaron para llevar a cabo el balance
hídrico en la línea de servicios. Para la determinación del consumo final de la caldera se
tomó en cuenta el consumo inicial que indicaba la caldera, restándole el retorno de flujo
65
y la cantidad de agua que está ingresando específicamente al domo para la producción
de vapor.
Fig
ura
No
. 14
Dia
gra
ma
de
dis
trib
ució
n y c
on
su
mo
de a
gu
a d
e l
a l
íne
a d
e
se
rvic
ios.
Fu
en
te:
Au
tor
(20
15
)
7.5
.2.
Dia
gra
mas
de
flu
jo d
el
bala
nce
híd
rico
de
la
lín
ea
de
se
rvic
ios
.
66
El proceso de planta de agua posee dos purgas:
a) La primera del proceso de regeneración de suavizadores que es enviada por el
drenaje a una pileta de BIOMET
b) La segunda es el rechazo que se obtiene del proceso de ósmosis que la envía al
tanque CIP para poder reutilizarse en los procesos de lavados de tanque.
El agua desechada por la regeneración de suavizadores tiene un alto grado de
concentración de sal y es utilizada para el riego de vinaza, la cual no puede ser
recirculada a ninguno de los procesos de planta de agua.
Cuadro No.17 Balance de consumo de agua de la caldera de DARSA
Balance caldera
Área gal/mes
Entrada a caldera (+) 9,128,700
Recirculación flujo mínimo (-) 3,322,200
Producción de vapor (-) 5,390,910
Purga de caldera (-) 347,340
Diferencia 68,250.00
Fuente: Autor (2015) según los resultados obtenidos del balance del área de la caldera
El balance de agua del área de caldera tiene una producción promedio de 66,000 libras
de presión de vapor/hora.
Para la realización del balance del cuadro anterior se tomó en cuenta la entrada de
agua total a la caldera de 9,128,700 gal/mes, al cual se le restó la recirculación del flujo
mínimo, la purga de caldera y la producción de vapor, en la que se obtiene una
diferencia de 68,250 gal/mes; esta diferencia se encuentra ubicada en purgas no
controladas en el área de caldera, en el vapor que sale de las tuberías y la evaporación
de agua por la alta temperatura en la que se circula el agua.
67
7.5.3. Cuadro de resumen del consumo de agua del área de servicios
Cuadro No.18Cuadro de resumen del consumo de agua del área de servicios
Fuente:Autor (2015)
En el cuadro anterior muestra el resumen de las entradas de agua por área de la línea
de servicios, resumiéndose en galones/mes y galones/año
7.6. Balance hídrico de la línea de procesos y diluciones
7.6.1. Datos obtenidos de las mediciones realizadas en las áreas de la línea de
procesos
Cuadro No. 19Resultado de las mediciones realizadas para la ejecución del
balance hídrico de la línea de procesos.
Mediciones utilizadas para la realización del balance hídrico de la línea de procesos (gal/min)
Entrada a centrífugas (gal/min)
medición A medición B medición C medición D
1 84.3 75.9 24.68 94
2 73.64 86.6 13.2 105.6
3 79 88.9 24.3 106.7
promedio 78.98 83.80 20.73 102.10
Entrada a la línea de fermentación (gal/min)
medición A medición B medición C medición D
área gal/mes gal/año
entrada a servicios 7,188,300 86,259,600
filtros 7,329,420 87,953,040
suavizadores 6,718,320 80,619,840
tanque de agua suave 4,334,400 52,012,800
ósmosis 5,633,145 67,597,740
tanque de agua permeada 3,781,575 45,378,900
tanque desareador 4,757,602.50 57,091,230
caldera 9,128,700 109,544,400
Cuadro de resumen área de servicios
68
1 231.9 239 75.4 216.8
2 240.37 234.4 86.2 211.6
3 237.6 235.5 76.2 209.5
promedio 236.62 236.30 79.27 212.63
entrada a enfriamiento de bombas (gal/min)
medición A medición B medición C medición D
1 5.38 6.3 4.45 5.31
2 5.3 5.41 5.01 5.71
3 5.4 5.9 4.9 5.4
promedio 5.36 5.87 4.79 5.47
entrada previo a entrada a fermentadores (gal/min)
medición A medición B medición C medición D
1 227.2 231.02 70.55 206.6
2 234.9 228.9 81.19 204.67
3 228.6 229.8 71.13 208.5
promedio 230.23 229.91 74.29 206.59
Entrada a fermentadores (gal/min)
medición A medición B medición C medición D
1 127.8 132.8 42.31 99.8
2 132.7 134.3 50.3 99.07
3 136.3 131.4 44.7 101.5
promedio 132.27 132.83 45.77 100.12
entrada a torres de fermentación (gal/min
medición A medición B medición C medición D
1 95.2 99 46.9 98.9
2 98.4 91.3 51.6 100.3
3 93.3 94.04 54.3 94.34
promedio 95.63 94.78 50.93 97.85
Fuente:Autor (2015) con base a las mediciones en campo con un medidor de flujo
PF 220
El cuadro anterior describe las mediciones que fueron utilizadas para la obtención de
datos para la ejecución del balance hídrico de la línea de procesos y de diluciones de
carga continua.
69
7.6.2. Diagrama de flujo de la distribución de la línea de procesos
Figura No.15 Diagrama de distribución y del consumo de agua de la línea de
procesos
Fuente: Autor (2015)
En el diagrama anterior se observa que la purga del área es de 362,328.75 de gal/mes,
en este proceso se realiza un lavado de fermentadores, pero no se utiliza agua del
proceso sino que es agua reutilizada del tanque de CIP, por lo cual el recurso utilizado
en el proceso de lavado de los fermentadores no se tomó en cuenta.
SERVICIOS
PROCESOS
purgas
DILUCIONES
CARBOX
1,260,070 gal/mes
11,029,410 gal/mes
HIDRANTES Y OTROS
GERMINADORES, PROPAGADORES
ENFRIAMIENTO ENTRADA A PROCESOS 362,328.75 gal/mes
7,188,300 gal/mes
11,047,260 gal/mes
12,414, 990 gal/mes
2,115,540 gal/mes
CENTRIFUGAS
2,998,800 gal/mes
224,700 gal/mes
4,315,080 gal/mes
PRE-FERMENTADORES Y TORRE DE ENFRIAMIENTO DE FERMENTACION
3,561,600 gal/mestanque STI-01
34,026,160gal/mes
70
7.6.2.1. Gráfica de resultados
Figura No.16Gráfica balance de agua de la línea de procesos
Fuente: Autor (2015)
La figura No. 16 muestra con simplicidad la distribución de la entrada de agua a la línea de procesos el cual se dirige a la fase de fermentación.
7.6.2.2. Cuadro de resumen de resultados
Cuadro No.20Resumen del consumo de agua del área de proceso
Fuente: Autor (2015)
área gal/mes gal/año
entrada de línea de procesos 11,047,260 132,567,120
entrada a fermentación 11,029,410 132,352,920
centrÍfugas 2,998,800 35,985,600
enfriamiento de bombas 224,700 2,696,400
entrada a germinadores y propagadores 4,315,080 51,780,960
torre de enfriamiento 3,561,600 42,739,200
Cuadro resumen área de procesos
71
En el cuadro anterior se describe el resumen de los consumos de agua por área de la
línea de procesos, resumiéndose en galones/mes y galones/año.
7.6.3. Balance hídrico de la línea de diluciones carga continua
7.6.3.1. Diagrama de flujo de la distribución de la línea de diluciones carga
continua
Figura No.17 Diagrama de la distribución del consumo de agua de la línea de
diluciones
Fuente: Autor (2015) en base a las mediciones realizada en el área de dilución de
carga continua.
La línea de diluciones de carga continua se encuentra unida al proceso del área de
fermentación, el cual se une a la línea realizando la dilución con la melaza que entra en
el proceso para la producción de vino.
7,188,300 gal/mes
SERVICIOS
11,047,260 gal/mes
PROCESOS
9,602,040 gal/mes
DILUCIONES
2,812,950 gal/mes
2,115,540 gal/mes
CARBOX
1,260,070 gal/mes
HIDRANTES Y OTROS
DILUCIONES CARGA CONTINUA
9,469, 740 gal/mes
DILUCIONES RON PESADO
TANQUE STI-01
34,026,160 gal/mes
72
7.6.3.2 Gráfica de resultados
Figura No 18Línea de diluciones carga continua
Fuente: Autor (2015)
En la figura No. 18se presenta la diferencia que existe entre la entrada general a la
línea de diluciones y la entrada directa al área de diluciones de carga continua, la
diferencia es de 1%, la cual indica que no se considera pérdida en base a que el
caudal medido es un dato promedio, debido a que el consumo de agua varía según la
necesidad del proceso.
7.6.3.3. Cuadro de resumen
Cuadro No.21Resumen del consumo del agua del área de diluciones carga continua
Cuadro resumen área de diluciones carga continua
área gal/mes gal /año
entrada línea de diluciones carga continua 9,602,040 115,224,480
entrada específica al área de carga continua 9,469,740 113,636,880
Fuente: Autor (2015)
gal/mes porcentaje
entrada general adiluciones
9,602,040 100%
entrada a diluciones cargacontinua
9,469,740 99%
0
2,000,000
4,000,000
6,000,000
8,000,000
10,000,000
12,000,000
galo
nes
/mes
Línea de diluciones carga continua
73
Cuadro No.22 Balance hidrico del área de procesos y diluciones de carga continua
Fuente:Autor (2015) En base a los datos obtenidos por el departamento de producción, se realizó el balance
hídrico para la producción que se generó en el mes de octubre del 2014. Donde la
producción que se demandó de vino fue de 16,800,000 gal/mes al 8% de alcohol. Para
determinar el agua utilizada se empleó a la siguiente ecuación:
La fórmula utilizada para determinar la cantidad de agua utilizada en la producción de
vino fue:
∑Entrada línea de H2O − ∑Salida línea de H2O – H2O en Vino
Obteniendo como resultado:
Producción vino (0.92)= 16,800,000(0.92) = 15,456,000 gal/mes de agua
Los lavados de la columna de ron VENDOME, varían según la producción que se tenga
por mes. En este caso se utilizó un promedio de cinco lavados de la columna, que se
realizaron en ocho horas donde se utilizó 1,321 gal/hora por cada lavado de columna.
entrada diluciones carga continua (+) 9,469,740 gal/mes
entrada linea de procesos (+) 11,029,410 gal/mes
total 20,499,150 gal/mes
vino (+) 15,624,000 gal/mes
purgas (+) 378,992.25 gal/mes
lavado de columnas de ron VENDOME (+) 52,840.15 gal/mes
torres de enfriamiento de fermentación (+) 1,260,000.00 gal/mes
total 17,315,832 gal/mes
entrada (+) 20,499,150 gal/mes
salida (+) 17,315,832 gal/mes
diferencia de entrada y salida 3,183,318 gal/mes
BALANCE DE AGUA ÁREA PROCESOS Y DILUCIONES CARGA CONTINUA
salida
ENTRADAS
74
Lo cual genera 52,840 gal/día de H2O para el procesode lavado de columnas de ron
VENDOME.
La cantidad de agua que se toma por purga en el área de la torre de enfriamiento de
fermentación es la cantidad de agua que entra como reposición a la misma, ya que por
el tipo de torre que posee DARSA, la pérdida producida es por arrastre de agua por
parte del aire, purgas y fugas de evaporación.
En la realización del balance de esta área queda una diferencia de agua de 3,183,318
gal/mes lo que equivale a 76 gal/min lo cual es una cantidad de agua que se debe al
ingreso de agua al edificio administrativo, purgas no controladas de evaporación, cierto
porcentaje no estimado que se evapora dentro del proceso, y la cantidad alta de agua
que demandó las pruebas de funcionamiento de las columnas nuevas de ron, las cuales
en el mes de octubre estuvieron trabajando con agua.
7.6.4.Balance hídrico del área de diluciones de ron pesado
7.6.4.1.Diagrama de flujo del área de línea de diluciones de ron pesado
Figura No. 19Diagrama de flujo del área de la línea de diluciones de ron pesado
Fuente: Autor (2015)
7,188,300 gal/mes
SERVICIOS
11,047,260 gal/mes
PROCESOS
9,602,040 gal/mes
DILUCIONES
2,812,950 gal/mes
2,115,540 gal/mes
CARBOX
1,260,070 gal/mes
HIDRANTES Y OTROS
DILUCIONES RON PESADO
TANQUE STI-01
34,026,160 gal/mes
75
En la figura anterior se presentan detalladamente los puntos que alimenta el tanque de
suministro principal de agua de la empresa, haciendo énfasis en el consumo de agua
que se utiliza para la producción de ron pesado.
7.6.4.2. Gráficas de resultados
Figura No.20Área de diluciones de ron pesado
Fuente: Autor (2015)
La gráfica de la figura 20 presenta el total de galones al mes que se consume, para el
proceso de elaboración de ron pesado, según las mediciones obtenidas en el trabajo
de campo.
7.6.4.3. Cuadros de resumen
Cuadro No.23Resumen del área de diluciones de ron pesado
Fuente: Autor (2015)
La figura anterior indica un resumen de la cantidad de agua que ingresa mensual y
anualmente en galonajes al área de diluciones de ron pesado.
100%
0%
50%
100%
150%
1
Área de diluciones de ron pesado 2,812,950 gal/mes
área de diluciones de ron pesado 2,812,950 gal/mes
área gal/mes gal/año
entrada área de diluciones de ron pesado 2,812,950 33,755,400
Cuadro de resumen área de diluciones de ron pesado
76
Cuadro No.24 Balance de agua del área de diluciones de ron pesado
BALANCE DE AGUA ÁREA DILUCIONES RON PESADO
ENTRADAS
entrada diluciones ron pesado 2,812,950 gal/mes
Total 2,812,950 gal/mes
salida
vino al 8% 2,942,140 gal/mes
total de agua salida en producto 2,706,769 gal/mes
total agua salida MV 70,547.59 gal/mes
entrada 2,812,950 gal/mes
salida 2,777,317 gal/mes
diferencia de entrada y salida 35,633 gal/mes
Fuente:Autor (2015)
Para la realización del balance de agua en el área de diluciones de ron pesado, se tomó
como producto final el vino que entra a la columna de producción denominada
VENDOME, la cual tiene entrada de 2,942,140 gal/mes de vino al 8% en base a la
información obtenida por el personal encargado del área de producción; del cual
restándole el porcentaje de alcohol genera una cantidad de 2,706,769 gal/mes de agua
que se utiliza para la producción de vino, en donde es utilizada la línea de diluciones de
ron pesado y la cantidad de agua para la preparación de miel virgen utilizada en el
proceso.
Para la realización del balance hídrico en el área de la línea de ron pesado, se restó al
producto final de vino (2, 813,528 gal/mes), la suma de agua que queda del alcohol
producido al 8% (2,942,140 gal/mes) más 2,777,317 gal/mes de agua utilizada en la
dilución de miel virgen.
77
En el balance de agua de la línea de proceso se estimó una diferencia de 35,653
gal/mes, 3.2 gal/min, lo cual se justifica debido que es un dato promedio que tiende a
variar y a su vez los procesos de evaporación.
7.7. Alimentación del Tanque de CIP (agua de retorno)
7.7.1. Datos obtenidos de las mediciones realizadas en las áreas de la línea de
entrada al tanque CIP (agua de retorno)
Las mediciones que a continuación se presentan fueron obtenidas por medio del
medidor de flujo ultrasónico Micronics PF 220.
Cuadro No. 25Mediciones de la entrada de agua al tanque de CIP
Entrada de tanque de CIP (gal/min)
Osmosis (gal/min)
1 51.03 50.6 52.03 48.03
2 50.92 51.6 50.4 47.3
3 51.66 50.9 48.3 49.4
promedio 51.20 51.03 50.24 48.24
Procesos (gal/min)
1 115.8 100.59 103.58 108.9
2 109.01 101.02 107.1 107.01
3 98.03 97 100.43 100.38
promedio 107.61 99.54 103.70 105.43
Carbox (gal/min)
1 112.5 121.32 127.98 114.5
2 115.8 124.5 129 110.32
3 117.3 122.7 128.2 111.2
promedio 115.20 122.84 128.39 112.01
Destilación 1 (gal/min)
1 61.42 54.33 53.9 54.25
2 62.29 53.91 53.76 53.98
3 66.59 53.21 53.5 51.63
promedio 63.43 53.82 53.72 53.29
78
Destilación 2 (gal/min)
1 28.4 33.4 32.81 29.7
2 33.2 31.4 33.74 34.8
3 32.57 29.8 30.8 29.9
promedio 31.39 31.53 32.45 31.47
Fuente: Autor (2015) con base a las mediciones en campo con un medidor de flujo
PF 220
7.7.2. Diagrama de la alimentación del tanque de CIP (agua de retorno)
Figura No.21 Diagrama de distribución del tanque CIP
Fuente: Autor (2015)
El rebalse de tanque CIP es direccionado por el drenaje hacia las piletas de la planta
BIOMET en donde es utilizado para la alimentación de los biodigestores.
En este inciso no se realiza un balance hídrico del tanque de agua de retorno,
únicamente se realiza una cuantificación de las entradas de agua que la empresa
1,580,591.25 gal/mes 3,686235 gal/mes
OSMOSIS DESTILACION
1,092,708.75 gal/mes
LINEA DE PROCESOS 2,511,757.5 gal/mes
CARBOX
1,512,210 gal/min
el tanque de CIP tiene un rebalse
de 6 horas al día de forma variable
en el cual se pierde la cantidad de
1,512,210 gal/mes y envia 592, 865
gal/mes para lavado de
fermentadores
tanque CIP
8,871,292.5 gal/mes
Rebalse
79
posee para la reutilización cuantificando la cantidad de agua que tiene este tanque en
su rebalse o desecho.
7.7.3. Gráfica de resultados
Figura No. 22Cantidades de agua que ingresa al tanque de CIP
Fuente: Autor (2015)
La gráfica de barras que se muestra anteriormente indica las cantidades de agua en
galón/mes y en porcentaje que alimentan el tanque de agua de retorno que son
utilizadas para los lavados de fermentadores u otro tipo de reutilización.
7.7.4. Cuadro de resumen
A continuación se presenta el cuadro No.26 el cual representa un resumen mensual y
anual de las cantidades de agua que alimentan el tanque de agua de retorno de la
empresa, para la reutilización del recurso.
80
Cuadro No.26Resumen de entrada y salida de agua al tanque CIP
Fuente: Autor (2015)
7.8. Balance hídrico del desfogue general
7.8.1. Datos obtenidos de las mediciones realizadas en las purgas que se dirigen
al desfogue general
Las mediciones que a continuación se presentan fueron obtenidas por medio del
método volumétrico, en el cual se realizaron cuatro mediciones por cada uno de los
promedios dados a continuación, en su total por área se realizaron 16 pruebas por área.
Cuadro No. 27Mediciones de la purga de caldera
Purga caldera (gal/min)
Promedio A 8.5
Promedio B 8.06
Promedio C 8.22
Promedio D 8.32
Promedio 8.275
Fuente: Autor (2015) con base a las mediciones en campo con método volumétrico
área gal/mes gal/año
entrada de servicios (osmosis) 1,580,591.25 18,967,095
entrada de procesos 1,092,707.75 13,112,493
entrada de carbox 2,511,757.50 30,141,090
entrada línea destilación 3,686,235 44,234,820
rebalse 1,512,210 18,146,520
Cuadro de resumen entrada y salida tanque a CIP
81
Cuadro No.28Mediciones de las purgas del área de destilación
Purgas destilación (gal/min)
Condensado destilación (gal/min)
Promedio A 6.89
Promedio B 6.90
Promedio C 7.12
Promedio D 6.70
Promedio 6.90
Purga 1 (gal/min)
Promedio A 3.92
Promedio B 4.08
Promedio C 3.93
Promedio D 3.97
Promedio 3.98
Purga 2 (gal/min)
Promedio A 6.87
Promedio B 7.02
Promedio C 7.65
Promedio D 7.34
Promedio 7.22
purga salida de fusil (gal/min)
Promedio A 110.43
Promedio B 110.40
Promedio C 108.30
Promedio D 111.34
Promedio 110.12
Purga 3 (gal/min)
Promedio A 1.87
Promedio B 1.89
Promedio C 1.88
Promedio D 1.86
Promedio 1.88
Purga 4 (gal/min)
Promedio A 1.75
Promedio B 1.77
Promedio C 1.80
Promedio D 1.83
Promedio 1.79
82
Purga torre destilación (gal/min)
Promedio A 81.74
Promedio B 85.71
Promedio C 83.56
Promedio D 83.56
Promedio 83.64
Fuente:Autor (2015) con base a las mediciones en campo por medio del método
volumétrico
Cuadro No.29Mediciones de las purgas del área de fermentación
Purgas fermentación (gal/min)
Purga centrifugas (gal/min)
1 4.5
2 4.59
3 4.58
4 4.61
Promedio 4.57
Lavado de filtros (gal/min)
1 8.74
2 8.84
3 8.4
4 9.2
Promedio 8.795
Bomba de fermentación (gal/min)
1 3.022
2 3.06
3 3.06
4 3.02
Promedio 3.04
Bomba fermentación FBI 222 (gal/min)
1 0.45
2 0.47
3 0.5
Fuente: Autor (2015) con base a las mediciones en campo por medio del método
volumétrico
83
Cuadro No.30Mediciones del agua desechada en el lavado de fermentadores
Lavado de fermentadores (gal/min)
1 169.3 168.4 171.3 168.9
2 168.4 169.3 170.2 170.4
3 169.3 168.9 168.3 170.02
Promedio 169 168.8667 169.9333 169.7733
Fuente: Autor (2015) con base a las mediciones en campo con el método
volumétrico
Cuadro No.31Mediciones del área del desfogue general de purgas
Purga desfogue general del parqueo (gal/min)
1 220.4
2 221.5
3 224.65
4 219.56
Promedio 221.53
Fuente: Autor (2015) con base a las mediciones en campo con el método
volumétrico
7.8.2. Diagrama balance hídrico del desfogue general de purgas
Figura No. 23 diagrama del desfogue general de purgas
Fuente: Autor (2015)
purgas de destilacion 5,976,810 gal/mes
purgas de fermentación 955,053.75 gal/mes
purgas caldera 347,340 gal/mes
purga lavado de tanques ron pesado 52,840 gal/mes
agua no contabilizada 1,971,796 gal/mes
Desfogue general de purgas9,303,840 gal/mes
84
En el anterior diagrama se describe como se desglosa la cantidad de agua contabilizada en la purga general de la empresa.
7.8.3.Gráfica de resultados
Figura No. 24 Gráfica del resultado de purgas del desfogue general
Fuente: Autor (2015)
En la figura No. 24 se muestra el desglose de la purga del desfogue general de la
empresa porcentualmente, el cual indica un 22% de agua no identificada dentro del
desfogue contabilizado.
7.8.4. Cuadro de resumen de resultados
Cuadro No.32Balance hídrico del desfogue general
Balance hídrico del desfogue general de Purgas (gal/mes)
salida general purga desfogue general (+) 9,303,840
salidas desglosadas purgas destilación (-) 5,976,810
salidas desglosadas purgas fermentación (-) 955,053.75
salidas desglosadas Purga caldera (-) 347,340.00
salidas desglosadas lavado de tanques de ron pesado (-) 52,840.00
diferencia 1,971,796.25
Fuente: Autor (2015)
85
En la parte trasera del parqueo ubicado en la entrada de complejo del ingenio Tululá, se
encuentra el desfogue del drenaje general de las purgas que se generan en la parte de
fermentación, destilación y purga del área de caldera, para lo cual se tomaron medidas
del desfogue general y se realizó la comparativa con las purgas desglosadas en las
áreas mencionadas anteriormente, esto dio una diferencia de 1,971,796 gal/mes, que
se debe a la precipitación acumulada en los drenajes de los días en los que se dio la
toma de medición entre otro tipo de purgas que su desfogue sea en esa área y no estén
identificadas ni cuantificadas.
7.9. Indicador de productividad
Para la determinación del indicador de productividad en base a la fórmula dada por la
metodología del Centro Guatemalteco de Producción más Limpia es necesaria el agua
total utilizada mensualmente en los procesos, y la cantidad de alcohol producido
mensualmente en DARSA:
1,631,393.28 galones/mes cantidad total de alcohol producido, en DARSA.
39,162,655 galones/mes de recurso hídrico que utilizan en los procesos de
DARSA.
IP: Agua = Unidad de agua/unidad de producto
Producto
IP= 39,162,655 gal de agua/mes = 24.00galón de agua/galón del alcohol
1, 631,393.28 gal de alcohol/mes
86
Figura No. 25 Huella hídrica de la producción de alcohol de la empresa
Fuente: Autor (2015) en base al resultado obtenido del indicador de productividad
7.10. Indicador de intensidad
Para la determinación del indicador de intensidad en base a la fórmula dada por la
metodología del Centro Guatemalteco de Producción más Limpia es necesaria, el agua
total utilizada mensualmente en los procesos, y la cantidad de alcohol producido
mensualmente en DARSA:
1,631,393.28 galones/mes cantidad total de alcohol producido, en DARSA.
39,162,655 galones/mes de recurso hídrico que utilizan en los procesos de
DARSA.
Huella Hídrica
24 galones de H2O
por galón alcohol
87
II: Producto = unidad de producto/unidad de agua
Agua
II= 1,631,393.28 gal de alcohol/mes =0.04 galón de alcohol/ galón de agua
39,162,655 gal/ de agua/mes
88
VIII. CONCLUSIONES
1) Los procesos de producción de DARSA, generan un consumo aproximado de 39
millones de galones de agua por mes, los que son extraídos de pozos propios;
el 87% de este volumen, es utilizado para alimentar el tanque STI-01 y el 13%
para alimentar la torre de destilación.
Del total del volumen de alimentación a los procesos de producción de DARSA
se generan pérdidas de volumen de agua, que ascienden al 27% de su volumen
total, un 24% por concepto de desfogue y/o purgas, y un 3% debido a que el
tanque CIP cuenta con un sistema de rebalse.
2) Vale la pena mencionar que del volumen de agua que DARSA, considera como
pérdida en su proceso de producción, el agua del desfogue y de purgas (24%)
que es re-utilizado por el sector agrícola del Ingenio Tululá en actividades de
ferti-riego; el 3% del sistema de rebalse es utilizado de la siguiente manera:
1.52% para el lavado de los fermentadores y 1.48% en los biodigestores de la
planta de BIO-METANO.
3) La huella hídrica que genera el sistema de producción de DARSA, es de 20.85
galones de agua por galón de alcohol producido. Con la implementación de
medidas de control y mitigación propuestas en el presente estudio, se estima que
en un periodo de cinco años, se puede reducir el consumo de agua un 15%.
4) Siendo el indicador de productividad de 24 galones de agua por galón de alcohol,
mayor que el índice de intensidad de 0.04 galones de alcohol por galón de agua;
el proceso de producción de DARSA a la fecha del estudio, se puede considerar
que se encuentra dentro de los límites permitidos para considerar un proceso de
producción eficiente.
89
En la actualidad no existe un estudio específico, que demuestre que la extracción
de agua de pozos propios, utilizada para los procesos de producción de alcohol
de la empresa DARSA, afecte negativamente el caudal y/o disponibilidad de
agua para las comunidades cercanas.
90
IX. RECOMENDACIONES
1) Realizar un balance hídrico de forma semestral lo que permitirá comparar el
consumo de agua.
2) Colocar un indicador de nivel en el tanque de CIP para disminuir la cantidad de
agua que se rebalsa.Colocar un tanque de captación para el agua que se purga,
para poder realizar un pre-tratamiento que consista en eliminación de residuos
por medio de la sedimentación la cual podría ser reutilizada en procesos
recirculación de agua para entrada a caldera o bien podría utilizarse para los
servicios de jardinería o lavados de tanques.
3) En el proceso de planta de agua podría recuperarse un porcentaje del recurso
reenviando el rechazo que se realiza y recircularlo al tanque de STI-01 o
reutilizarlo por medio de una infraestructura menos compleja hacia la entrada de
nuevo del proceso de planta de agua.
El uso correcto de los hidrantes en la planta de DARSA, ayudará a disminuir un
2% a 3% del uso de agua incontrolada, lo que ayudará a concretar uno de los
principales objetivos de la contabilización del recurso en la empresa que es la
disminución anual del 1% de la extracción del recurso.
4) Realizar un estudio hidrogeológico para determinar la capacidad de retención del
suelo, para verificar si no existe filtración de agua, y determinar la volumen de
almacenamiento del área.
91
X. BIBLIOGRAFÍA
1) Álvarez, E.; Gómez, E.; Ordóñez, M.2010. Producción de Biocombustibles y
alcoholes. Centro de Biotecnología Industrial. Presentación PP.
2) CGP+L (Centro Guatemalteco de Producción Más Limpia). 2013. Optimización
del uso del agua en la empresa (Auditoría hídrica). Guatemala, GT. Presentación
PP.
3) DARSA (Destiladora de Alcoholes y Rones S.A.). 2014. Gestión Ambiental, San
Andrés Villaseca, Retalhuleu. GT. Boletín Informativo.
4) Geopetrol. 2006. Estudio de impacto ambiental de operación de Planta de
DARSA. San Andrés Villaseca, Retalhuleu, GT. Quien es Industrias licoreras.
P.3.
5) Industrias Licoreras de Guatemala. Destiladora de Alcoholes y Rones, S.A. 2013.
Política de Gestión. San Andrés Villaseca, Retalhuleu, GT. Cartelera.
6) Informe sobre Desarrollo Humano. 2006. Más allá de la escasez: Poder, pobreza
y crisis mundial del agua. Colombia. PNUD, 2006.
7) Manual de Usuario. sf. Caudalímetro ultrasónico portátil PORTAFLOW
220.Versión 1.4. P. 33-34.
8) Mull, V. 2014. Entrevista a personal administrativo. Jefe de aseguramiento de
Calidad. DARSA. San Andrés Villaseca, Retalhuleu. GT.
92
9) Sotelo, J. et al. 2011. Huella hídrica, desarrollo y sostenibilidad en España.
España. Fundación MAPFRE. P.61-65.
93
XI. EGRAFÍA
1) Agropecuaria Global. 2014. Producción de etanol a partir de caña de azúcar. (En
línea). Consultado el 9 de junio de 2015. Disponible en:
http://agropecuariaglobal.blogspot.com/2014/04/produccion-de-etanol-partir-de-
cana-de.html
2) Agua fuente de vida. 2007. (En línea). Consultado el 3 de noviembre de 2014.
Disponible en
http://tierra.rediris.es/hidrored/ebooks/miguel/AguaFuenteVida.pdf P.3-4
3) Banco Mundial. 2014. Extracción anual de agua dulce para uso industrial. (En
línea) consultado el 4 de noviembre de 2014. Disponible en:
http://data.worldbank.org/indicator/ER.H2O.FWIN.ZS/countries/1W?display=grap
h
4) CEGESTI. 2005. Manual de Buenas Prácticas de Manejo de Agua en las
Empresas. (En línea). Consultado el 1 de agosto de 2014. Disponible en:
http://www.cegesti.org/exitoempresarial/publications/Articulo_32_aguas.pdf P. 1-
3.
5) CGP+L (Centro Guatemalteco de Producción Más Limpia). 2012. ¿Quiénes
somos? (En línea). Consultado el 6 de noviembre de 2014. Disponible en:
http://www.cgpl.org.gt/node/49
6) Conservación & Carbono. sf. Huella Hídrica. (En línea). Consultado el 21 de
agosto de 2014. Disponible en;
http://www.conservacionycarbono.com/servicios/huella-hidrica.
94
7) Decenio Internacional para la acción “el agua fuente de vida” 2005-2015. 2014.
Calidad del agua. (En línea). Consultado el 6 de noviembre de 2014. Disponible
en: http://www.un.org/spanish/waterforlifedecade/quality.shtml#
8) Decenio Internacional para la acción “el agua fuente de vida” 2005-2015. 2014.
Agua y desarrollo sostenible. (En línea). Consultado el 6 de noviembre de 2014.
Disponible en:
http://www.un.org/spanish/waterforlifedecade/water_and_sustainable_developme
nt.shtml
9) Decenio Internacional para la acción “el agua fuente de vida” 2005-2015. 2014.
El agua y la economía verde. (En línea). Consultado el 6 de noviembre de 2014.
Disponible
en:http://www.un.org/spanish/waterforlifedecade/green_economy.shtml
10) Departamento de Hidráulica, Universidad de Cauca. sf. Estudio y patronamiento
de vertederos. (En línea). Consultado el 2 de agosto de 2014. Disponible en:
http://artemisa.unicauca.edu.co/~hdulica/2_vertederos.pdf P. II-6
11) Global Water Partnership. 2012. Agua en la economía verde. (En línea)
Consultado el 5 de noviembre de 2014. Disponible en:
http://www.gwp.org/Global/GWP-SAm_Files/Publicaciones/Del-TEC/Agua-en-la-
Economia-Verde.pdf P.3
http://turnkey.taiwantrade.com.tw/showpage.asp?subid=149&fdname=FOOD+MA
NUFACTURING&pagename=Planta+de+produccion+de+alcohol+etilico
12) Huella Hídrica. sf. Huella hídrica o huella de agua. 16 de septiembre de 2013.
(En línea). Consultado el 21 de agosto de 2014. Disponible en:
http://articultores.net/free/huella-hidrica/
95
13) Manejo integrado de agua y áreas costeras. 2010. (En línea). Consultado el 1 de
agosto 2014. Disponible en: http://www.pnuma.org/agua-
miaac/SUBREGIONAL%20MESO/MATERIAL%20ADICIONAL/PRESENTACION
ES/PONENTES/Tema%202%20-
%20Herramientas%20para%20MIAAC/Balance%20Hidrico%20y%20Caudal%20
Ecologico%20-%20M%20Hernandez/Balance%20Hidrico.pdf P. 3
14) Mapas del mundo. s.f. Mapa del departamento de Suchitepéquez. (en línea)
Consultado el 23 de julio del 2015 disponible en:
http://espanol.mapsofworld.com/continentes/norte-
america/guatemala/departamentos/suchitepequez.html
15) Medición de caudal por método de vertedero. Vertederos. sf. (En línea).
Consultado el 2 de noviembre de 2014. Disponible en:
http://www.academia.edu/7453252/Medici%C3%B3n_de_caudal_por_el_m%C3
%A9todo_de_vertedero
16) Medidor de flujo tipo volumétrico. sf. (En línea) consultado el 1 de noviembre de
2014. Disponible en
http://www.aguayaire.com/MEDIDORES/mvplastico.pdf
17) Medidores de caudal volumétrico. 2004. (En línea). Consultado el 1 de agosto de
2014. Disponible en: http://www.quiminet.com/articulos/los-medidores-de-caudal-
volumetrico-16230.htm
18) Medidores de caudal. 2013. Medidores ultrasónicos de flujo o de caudal. (En
línea). Consultado el 1 de noviembre de 2014. Disponible en:
http://www.quiminet.com/articulos/los-medidores-ultrasonicos-de-flujo-o-caudal-
10519.htm#
19) Medidores ultrasónicos de flujo o caudal. 18 julio 2006 (En línea). Consultado el
3 de agosto de 2014. Disponible en: http://www.quiminet.com/articulos/los-
medidores-ultrasonicos-de-flujo-o-caudal-10519.htm
96
20) Métodos de aforo de corrientes naturales de agua más utilizado. sf. Aforo
Volumétrico. (En línea). Consultado el 2 de noviembre de 2014. Disponible en:
http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/flujoencanales/aforamientocorriente
s/aforodecorrientes.html
21) Ministerio de Ambiente de la República de Colombia. 2002. Guía de ahorro y uso
eficiente del agua. (En línea). Consultado el 2 de noviembre de 2014. Disponible
en: http://www.crc.gov.co/files/GestionAmbiental/RHidrico/Guia_MAVDT.pdf
P. 6-8
22) Naciones Unidas en Bolivia. 2008. Objetivos del desarrollo sostenible. (En línea).
Consultado el 2 de noviembre de 2014. Disponible en:
http://www.nu.org.bo/objetivos-de-desarrollo-sostenible-ods/#
23) Oficina Internacional del Trabajo. 2012. Transición a una economía mundial más
verde - El desafío de las competencias laborales-. (En línea). Consultado el 4 de
noviembre de 2014. Disponible en: http://www.ilo.org/wcmsp5/groups/public/-
--ed_emp/-ifp_skills/documents/publication/wcms_180574.pdf P.3
24) Portaflow PF330/ PF220. sf. (En línea). Consultado el 3 de agosto de 2014.
Disponible en:
http://www.micronicsflowmeters.com/pdfupdates/Micronics%20PF330%20%20PF
220%20Brochure%20v7_SPANISH.pdf
25) Proyectos Preliminares para las Plantas Industriales. sf. Planta de producción de
Alcohol etílico. (En línea). Consultado el 3 de junio de 2015. Disponible
en:http://turnkey.taiwantrade.com.tw/showpage.asp?subid=149&fdname=FOOD+
MANUFACTURING&pagename=Planta+de+produccion+de+alcohol+etílico
97
26) Selles, J. 2014. ¿Cómo se distribuye el agua en nuestro planeta? (en línea).
Consultado el 5 de noviembre del 2014. Disponible
en:http://nexciencia.exactas.uba.ar/como-se-distribuye-el-agua-en-nuestro-
planeta
27) UNESCO. 2009.Abordar la escasez y la calidad del agua. (En línea). Consultado
el 2 de noviembre de 2014. Disponible en:
http://www.unesco.org/new/es/office-in-montevideo/ciencias-naturales/water-
international-hydrological-programme/escasez-y-calidad-del-agua/
98
XII. ANEXOS
Cuadro No.33Datos que se ingresan al medidor ultrasónico de agua según las
tuberías de DARSA
Datos a ingresar en el medidor ultrasónico según las tuberías que se medirán
No. Área de la tubería
tipo de tubería diámetro
grosor de la tubería temperatura
1 pozo 1 PVC
8 pulgadas 0.50 pulgadas 27°C
2 pozo 2 PVC
6 pulgadas 0.25 pulgadas 27°C
3 línea de servicios hierro fundido
4 pulgadas 0.24 pulgadas 27 °C
4 filtros PVC
4 pulgadas 0.23 pulgadas 27 °C
5 suavizadores PVC
4 pulgadas 0.23 pulgadas 27°C
6 tanque de agua suave PVC
4 pulgadas 0.23 pulgadas 27 °C
7 ósmosis PVC
4 pulgadas 0.23 pulgadas 27 °C
8 tanque de agua permeada PVC
3 pulgadas 0.22 pulgadas 27°C
9 tanque desareador hierro fundido
4 pulgadas 0.24 pulgadas 57°C (varía)
10 caldera hierro fundido
6 pulgadas 0.24 pulgadas 80.3°C (varía)
11 líneas de procesos hierro fundido
4 pulgadas 0.24 pulgadas 27°C
12 línea de fermentación (todas) hierro fundido
6 pulgadas 0.27 pulgadas 27 °C
13 línea de destilación hierro fundido
12 pulgadas 0.36 pulgadas 27 °C
14 línea de diluciones (continua, ron pesado) hierro fundido
6 pulgadas 0.27 pulgadas 27°C
15 tanque de CIP
15.1 entrada 1 procesos hierro fundido
4 pulgadas 0.24 pulgadas 27 °C
15.2 entrada 2 ósmosis PVC
2 pulgadas 0.12 pulgadas 27 °C
15.3 entrada 3 carbox PVC
4 pulgadas 0.23 pulgadas 27°C
15.4 entrada 4 destilación
acero inoxidable
2 pulgadas 0.13 pulgadas 52°C
15.5 entrada 5 destilación 2
acero inoxidable
3 pulgadas 0.13 pulgadas 52°C
Fuente: Autor (2015)
99
Cuadro No. 34Conversiones de volumen- tiempo del pozo 1
Conversión entrada pozo 1.
(719.36 gal/min * 60 min/1 hrs+ 20 hrs/día*
350 día/año) / 12
25, 177,600 galones/mes
Fuente: Autor del documento (2015)
Cuadro No. 35Conversionesde volumen- tiempo del pozo 2
Conversión entrada pozo 2.
(210.68 gal/min * 60 min/1 hrs+ 24
hrs/día* 350 día/año) / 12
8, 848,560 galones/mes
Fuente:Autor (2015)
Cuadro No. 36 Conversionesde volumen-tiempo de la línea de servicios
Conversión línea de servicios: (dato gal/min * 60 min/1 hrs+ 18 hrs/día* 350
día/año) / 12
área Dato original Dato convertido
Entrada a servicios 228.20 gal/min 7,188,300 gal/mes
Filtros 232.68 gal/min 7,329,420 gal/mes
Suavizadores 213.28 gal/min 6,718,320 gal/mes
Ósmosis 178.83 gal/min 5,633,145 gal/mes
Agua permeada 120.05 gal/min 3,781,575 gal/mes
Fuente:Autor (2015) Cuadro No. 37Conversiones de volumen-tiempo de la línea de servicios
Conversión línea de servicios: (dato gal/min * 60 min/1 hrs+ 9 hrs/día* 350
día/año) / 12
área Dato original Dato convertido
Entrada a tanque desareador 302.07 gal/min 4,757,602. 5 gal/mes
Fuente:Autor (2015)
100
Cuadro No. 38Conversiones de volumen-tiempo de la línea de servicios y
procesos
Conversión línea de servicios y línea de procesos : (dato gal/min * 60 min/1
hrs+ 18 hrs/día* 350 día/año) / 12
área Dato original Dato convertido
Caldera (servicios) 228.20 gal/min 7,188,300 gal/mes
Entrada a procesos 232.68 gal/min 7,329,420 gal/mes
Entrada a fermentadores 213.28 gal/min 6,718,320 gal/mes
Centrífugas 178.83 gal/min 5,633,145 gal/mes
Agua permeada 120.05 gal/min 3,781,575 gal/mes
Fuente:Autor (2015)
Cuadro No. 39Conversiones de volumen-tiempo de la línea de diluciones carga
continua
Conversión línea de diluciones : (dato gal/min * 60 min/1 hrs+ 24hrs/día* 350
día/año) / 12
área Dato original Dato convertido
Entrada a diluciones 228.62 gal/min 9,602,040 gal/mes
Entrada a diluciones carga
continua
225.47 gal/min 9,469,740 gal/mes
Fuente:Autor (2015)
Cuadro No. 40Conversiones de volumen-tiempo de la línea de diluciones de ron
pesado
Conversión línea de diluciones : (dato gal/min * 60 min/1 hrs+ 6 hrs/día* 350
día/año) / 12
área Dato original Dato convertido
Entrada a diluciones de ron pesado 267.9 gal/min 2,812,950 gal/mes
Fuente:Autor(2015)
101
Cuadro No. 41Conversiones de volumen-tiempo del tanque de CIP I
Conversión entrada de tanque de CIP: (dato gal/min * 60 min/1 hrs+ 18
hrs/día* 350 día/año) / 12
área Dato original Dato convertido
Línea de ósmosis (servicio) 50.17 gal/min 1,580,355 gal/mes
Fuente: Autor (2015)
Cuadro No. 42Conversiones de volumen-tiempo del tanque de CIP II
Conversión entrada de tanque de CIP: (dato gal/min * 60 min/1 hrs+ 6 hrs/día*
350 día/año) / 12
área Dato original Dato convertido
Línea de procesos 104.06 gal/min 1,092,630 gal/mes
Fuente:Autor (2015)
Cuadro No. 43Conversiones de volumen-tiempo del tanque de CIP III
Conversión entrada de tanque de CIP: (dato gal/min * 60 min/1 hrs+ 12
hrs/día* 350 día/año) / 12
área Dato original Dato convertido
Línea de CARBOX 119.60 gal/min 2,511,600 gal/mes
Fuente: Autor (2015) Cuadro No. 44Conversiones de volumen-tiempo del tanque de CIP IV
Conversión entrada de tanque de CIP: (dato gal/min * 60 min/1 hrs+ 24
hrs/día* 350 día/año) / 12
área Dato original Dato convertido
Línea de destilación 1 119.60 gal/min 2,511,600 gal/mes
Línea de destilación 2 31.7 gal/min 1,331,400 gal/mes
Fuente:Autor (2015)
102
Figura No.26 Medidor Ultrasónico Micronics PF 220
Fuente: Autor (2015)
Figura No.27 Monitor del Medidor Ultrasónico Micronics PF 220
Fuente: Autor (2015)
103
Figura No.28Certificado de calibración del medidor ultrasónico Portátil Micronics
PF220
Fuente: DARSA
104
Figura No.29Entrada al área de ósmosis
Fuente: Autor (2015)
Figura No.30 Mediciones en el área de Tanque de CIP (Agua de retorno)
Fuente: Autor (2015)
105
Figura No. 31Línea de condensados del área de destilación hacia el tanque de
agua permeada
Fuente: Autor (2015)
Figura No.32 Entrada al domo de la caldera
Fuente: Autor (2015)
106
Figura No. 33Señalización de los puntos de medición
Fuente: Autor del documento (2015)
Figura No. 34 Señalización de los puntos de medición
Fuente: Autor (2015)
Figura No.35Señalización de los puntos de medición
Fuente: Autor (2015)
107
Figura No.36Medición de la purga del área de caldera
Fuente: Autor (2015)
Figura No. 37 Fuga de agua en el área de servicios
Fuente: Autor (2015)
Figura No.38Purga de vapor no controlada en caldera
Fuente: Autor (2015)
108
Figura No.39 Pantalla del medidor ultrasónico en funcionamiento
Fuente: Autor (2015)
Figura No. 40Purga en el área de destilación
Fuente: Autor (2015)
109
Figura No.41 Purga en área de destilación
Fuente: Autor (2015)
Figura No. 42 Esquema del proceso de producción de alcohol a partir de la caña
de azúcar
Fuente: Agropecuaria Global. 2014. Producción de etanol a partir de caña de
azúcar (en línea)
110
111
112
113